Autor: Jaime Solá
martes, 13 de febrero de 2007
Sección: Artículos generales
Información publicada por: Uma


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El cobalto y el niquel:los metales diabólicos

El cobalto y el níquel: los metales diabólicos JAIME SOLÁ. Dr. en Química. Catedrático de Física y Química. IES Lope de Vega Los mineros no siempre encontraban el metal deseado. Culpaban de su fracaso a los cobaltos, unos duendes de las minas, juguetones y mal intencionados, que cambiaban los metales en el mineral. El cobalto y el níquel eran metales diabólicos. ¿Por qué el nombre de cobalto? El cobalto fue muy empleado en la antigüedad, aunque sin conocerlo. Era un pigmento que coloreaba especialmente los vidrios con unas tonalidades azules muy llamativas; así, algunos de los vidrios encontrados en tumba de Tutankamon del 1358 a.C. tenían este elemento en su composición. Mujeres persas del 2250 a.C. usaron collares con cuentas de vidrio azules, cuyo análisis identificó a este metal. Incluso nuestros antepasados prehistóricos también lo han incluido en los utensilios de hierro de origen meteórico; en cien muestras de hierro meteórico primitivo se han encontrado porcentajes de cobalto nativo que oscilan entre el 0,5 y el 2,5%. Las porcelanas egipcias tomaban minerales de determinados yacimientos para que resultaran azules, lo cual las hacía más apreciadas; aquellos deberían contener cobalto. El 1470 fue descubierto un mineral en la baja Sajonia que será la base del llamado saffre, zaffer, o safflor empleado en toda la industria cerámica europea y mencionado como veremos de formas muy diversas. Schürer, en 1540, en Bohemia, introduce en dicha industria el uso de un mineral que tratado en disuelto y calentado, producirá el llamado smelt o smalt (1). La primera acepción de su nombre actual, se hace como kobolt, por nuestro conocido monje, escritor y alquimista, Basilio Valentino. Sin embargo, este nombre no aclara si verdaderamente se trata de este elemento; vamos a ver por qué. Los mineros alemanes decían que estaban endemoniados todos los minerales que prometían mucho -ya sea por su color o por sus cualidades externas- y luego al intentar purificarlos separando las menas, no conseguían extraer nada; es decir, estaban dominados por los kobold, una especie de duendes o espíritus maléficos de las minas. Por eso se ha denominado kobold, no sólo al cobalto sino otros muchos elementos como el bismuto e incluso el arsénico, cuyos humos eran muy perjudiciales. Así Agrícola en 1530 aplica el nombre de kobelt, pequeña modificación de kobold, al cinc y al bismuto. En el "Pirotechnica" de Biringuccio publicada en 1540, se habla de un mineral semejante a la calamina llamado zaffer (2) que no funde, pero que da un "intenso color azul" al vidrio cuando lo hace con él; estaba describiendo a los minerales de cobalto sin saberlo. Bernardo Palissy, a mediados del siglo XVI, uno de los más hábiles vidrieros, escribe: 'No sé de ninguna planta o mineral que pueda teñir piedras de azul o azul celeste a excepción del saphre, que es una tierra mineral extraída de oro, plata y cobre que apenas tiene color que no sea un gris tirando un poco al violeta'. Incluso en 1585 Matthesius da el nombre de kobold al arsénico nativo, y posteriormente al bismuto. Paracelso, en su 'Libro de Minerales' de 1658, lo menciona vagamente. Normalmente se le atribuye a alemán Jorge Brandt el descubrimiento del cobalto en 1730, a partir de un mineral encontrado en las fundiciones de cobre de Skila, y la descripción detallada del procedimiento figura en el 'Acta Literaria et Scentiarum Sveciae' de 1735, considerándolo como también medio metal tal como aparece en 1737 en su 'Disertatio de semi-metallis'. De kobold a kobelt y de ahí a kobalt, la actual denominación alemana, que producirá el cobalto español y el cobalt inglés y el símbolo del cobalto, Co. Aunque antiguamente, antes de 1800, el símbolo del elemento fue K, partiendo de la denominación alemana original. Ya tenemos el origen del nombre cobalto, y también se argumentó el por qué los mineros le pusieron dicho nombre, pero ¿por qué estos metales no servían para nada e incluso interferían en la metalurgia de otros más importantes? Los mineros, fundamentalmente los de Joachimsthal, buscaban esencialmente plata y plomo, ya que precisamente a través de los minerales de plomo, aparecía la plata. El mineral de plomo por excelencia era la galena, nombre de origen ibérico, porque las primeras minas europeas estuvieron situadas en Almería y Huelva. Todo lo que se le parecía por su aspecto externo, se recogía y se trataba, tostándolo primero (era un sulfuro) y posteriormente reduciéndolo. Si no se obtenía lo que se pretendía y conocía; se desechaba. Por eso los mineros se sentían engañados (precisamente el nombre del mineral de cinc más conocido, la blenda, procede de verbo alemán blenden, en sentido figurado 'engañar a través de la vista'), y como habían realizado grandes trabajos de forma inútil, esos metales eran despreciables y despreciados. Por otra parte, también creían en la existencia de unos pequeños duendecillos de las minas, o cobaltos (3), de menos de un metro de altura, juguetones y mal intencionados, que eran los que cambiaban los metales en el mineral. Por eso no encontraban lo que buscaban, perdiendo el tiempo, la paciencia y el dinero. ¿Por qué el cobalto coloreaba de azul celeste los vidrios? Aunque la teoría de la justificación del color en los elementos químicos se desarrollará fundamentalmente en aquellos elementos cuyo nombre esté relacionado directamente con el color, como en los metales cromo, vanadio e iridio, trataremos de explicarlo sucintamente a un nivel elemental. El color que observamos es el complementario del que absorbe la disolución acuosa de los iones cobalto (II), y este ion se coordina octaédricamente con 6 moléculas de agua, introduciendo ésta un par no ligante en los orbitales vacíos que dispone el ion cobalto (II). A su vez, este ion desdobla energéticamente más o menos sus orbitales atómicos en dos niveles, el inferior t2g, y el superior eg. Ese desdoblamiento es aprovechado por los electrones para promoverse de uno a otro, cuando absorben energía. Cuanto mayor sea el desdoblamiento, más energía absorben, mayor frecuencia de la radiación luminosa absorbida, menor frecuencia en la emitida, y por tanto, mayor longitud de onda, que nos indica el color de la disolución. Las disoluciones acuosas de cobalto (II) son azules debido a ese desdoblamiento, que absorbe energía para la componente anaranjada, y por tanto, la emite en el azul. Otro metal “diabólico”: el níquel También el níquel se empleó en la antigüedad sin conocerlo, ocasionalmente como impureza del cobre. Una serie de monedas bactrias del antiguo imperio persa arrojaron una composición del 75,58% de cobre, y 20,94% de níquel, con algunas impurezas. Anterior a ellas -entre el 3100 y el 2800 a.C.- es una figura de mujer de cobre y estaño, con un contenido en níquel bastante apreciable que apareció en las excavaciones de Amouq al norte de Siria,. Éstas son las notas históricas que existen del níquel en la antigüedad. Ya en el siglo XVII, los mineros alemanes de la baja Sajonia habían encontrado un mineral de color rojizo que por su apariencia debía contener cobre, metal muy importante para ellos. Sin embargo, todos los procedimientos empleados para su extracción resultaron baldíos, malgastándose tiempo y dinero. Como existía la voz nikker (4), en aquella zona para insultar, y calificar a algo de diabólico, asqueroso e inmundo, a aquel "mineral de cobre" del cual no pudieron extraerlo, le llamaron "cobre del viejo nick", o todavía mejor el "diabólico cobre" o kupfernickel, nombre que perdurará hasta la actualidad. Este famoso mineral, motivo de tantos problemas mineros, fue objeto también de numerosas discusiones científicas. En 1729, Cramer, un minero sajón, sugiere que no puede contener otra cosa que el ya descubierto cobalto. Linneo especifica que contiene cobre y arsénico y Wallerius, más tarde, que es un mineral de arsénico, hierro y cobalto. Todo ello se refuerza al aparecer un mineral semejante, en una mina de cobalto de Helsingland, en Suecia. Va a ser el químico sueco Cronstedt en 1754, quien determina que se trata de un nuevo metal. Evidentemente por acción del aire producía una tierra verde, tal como el cobre. Con "ácido vitriólico", generaba un compuesto verde, pero no daba las reacciones del cobre, con bórax, acqua fortis (ácido nítrico) o álcalis. Tampoco podría ser cobalto, pues "no se ajustaba a su comportamiento". Así surge el "nickel de Cronsted". Este descubrimiento fue enseguida contestado fuera de Suecia y Alemania. Los químicos franceses, Sage en "Elementos de Mineralogía" de 1772 y Monnet en el "Tratado de la disolución de metales" de 1775, manifiestan que el cobalto y el níquel son el mismo elemento. Sólo las investigaciones efectuadas por los químicos de comienzos del siglo XIX lo confirmarán como nuevo metal. El níquel chino En China también se conocía el níquel. Los alquimistas árabes habían incluido en su lista de los siete metales (como los siete planetas conocidos) al khar sini (hierro chino), que era utilizado para hacer espejos, con la peculiar propiedad de curar las enfermedades oftálmicas a aquellos que se miraran en ellos. Este hierro chino no era tal hierro (era plateado) sino una aleación de cobre, cinc y níquel que llevaba originariamente el nombre de pai-t'ung (cobre blanco). En el siglo XVII se produce una pequeña invasión de objetos de aquel país, extraídos de un mineral que llamaban packfong (trascripción fonética del nombre original) en cuya composición entraba el níquel (15,2 %), cobre (40,5 %) y cinc (44,3 %), material que luego sería imitado en las aleaciones alemanas argentan y plata nueva, pues su apariencia era similar a ésta sin contenerla, y con un costo muy inferior. Los nombres europeos del níquel Como hemos dicho Alejandro Cronstedt, químico y mineralogista sueco, en 1751, analizando el referido mineral procedente de una mina del país, aísla el metal pero sin creer que fuera un único elemento, sino varios, y por relación con el primitivo kupferniquel, lo denomina kopparnickel o nickel en 1754, una vez definida la posibilidad que sólo fuera un único elemento . Debemos recordar que el kupfer (cobre alemán) derivó al copper (cobre inglés) y al sueco koppar. Por lo tanto, la palabra níquel (español), nickel (alemán) y nickel (inglés) proceden en su origen remoto de la voz nikker (demonio), en bajo alemán a través de las modificaciones kupfernickel y kopparnickel. Según manifiesta Thenard en 1824, en su tratado de Química, el níquel no tenía la menor importancia. Sin embargo, toda la metalurgia del níquel adquiere un gran desarrollo a partir del premio que la compañía alemana Verein zur Beförderung des Gewerbefleisses, prometió conceder al químico que creara una aleación que igualase en color a la plata de 12 quilates, con la que se pudiera hacer cualquier tipo de utensilio casero. De ahí partió el argentán y la plata nueva que después sería la plata alemana y la alpaca. El símbolo actual deriva de dicho nombre, no así el primitivo formado por dos círculos de diferente tamaño unidos por un segmento vertical, que corresponderían al metal saliendo del cobre. Notas (1) Será el origen del término esmalte, español. El nombre surge del propio proceso de incorporación en la cerámica, ya que samltjan en alemán antiguo es fundir.

Más informacióen en: http://www.http://www.fq.profes.net/archivo2.asp?id_contenido=35221


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Comentarios

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  1. #1 Uma 13 de feb. 2007

    me ha parecido interesante por las referencias al folklore de las minas,la historia de algunas palabras y por todo en general aquí

  2. #2 Onnega 13 de feb. 2007

    Y también Copérnico (s XV): "a Polish theory says that the original ending –nik in Copernicus' name indicates its Polish form, meaning a person who works with copper" http://www.answers.com/topic/nicolas-copernicus Muy entretenido, gracias Uma.

  3. #3 silmarillion 14 de feb. 2007

    Uma, en lo que al "smalt" concierne, si bien el término da origen a esmalte, material fundido, por que la base de la palabra es smeltjan, que da el inglés melt y enamel a través del francés, la adopción de la palabra no se corresponde al material de Schürer que lo que creó es un vidriado estable de cobalto para los productos cerámicos de baja temperatura, por que aún no se había desarrollado la porcelana europea. ( existía una muy fuerte demanda en Europa de cerámicas azules por influencia de las porcelanas chinas). "smalt" era el nombre que recibía el color azul empleado en la pintura del bajo renacimiento y la alta edad media, y estaba compuesto por una molienda de vidrio de cuarzo pigmentado con azul de cobalto, al que posteriormente se le agregaba un medio acuoso u oleoso. Es el color azul tradicional del temple, y se empleó entre el 1400 y el 1700, y evidentemente proviene de obtener el color a partir de un material "fundido". La palabra enamel se encuentra documentada en el inglés desde el 1325 e ingresó a partir del francés, del franco smalt, del proto germánico smaltjan. Recordemos también que nuestros amigos los visigodos se especializaban en realzar una joyeria tabicada con inclusiones de vidrio fundido, smeltjan, de modo que no creo que haya que haber esperado a ningún Schürer para que la palabra ingresara al castellano.El Corde registra la palabra esmalte en 1291, en la Relación de los productos incluidos en el peaje de Zaragoza. Zaffer es una forma impura del cobalto y el nombre deriva del italiano, zaffera, del antiguo francés zafre. zafiro, por que daba coloración azul. (Quien haya visto cobalto puro alguna ocasión sabrá que no tiñe azul sino negro de manera que la única manera de observar la coloración del cobalto en cualquiera de sus versiones es fundiéndolo. La voz no es nikker, sino Nickel, abreviación de Nikolaus, no se por que lo llamaban así al demonio, pero en inglés se atestigua "old nick" desde 1643. Ahh. Como acotación, de kobold, el duendecillo de las minas que habitaba las piedras, deriva el apellido Goblin. Un señor Goblin fue tapicero de las tejedurías reales francesas y de allí que denominamos gobelinos a los tapices.

  4. #4 Uma 14 de feb. 2007

    gracias Silma,no tenía ni idea.es muy interesante. he visto cobalto en pigmento,ya de color azul,pero pensaba que se obtenía directamente pulverizando algún mineral,no sabía que previamente se fundía. saludos, Onnega,es una alegría verte de nuevo por aquí. y como esto vá de metales,aprovecho para poner un estracto de "herreros y alquimistas" arcana artis

  5. #5 Kullervo 14 de feb. 2007

    De donde se podía obtener polvo mineral azul era de la azurita, que es un carbonato natural de cobre. De un mineral parecido, la malaquita, se obtenía el pigmento verde. Ya puestos, el rojo se obtenía del hematites. Y, hablando de minerales que decepcionan, recordemos que la pirita, que es un mineral muy común, tiene un color dorado espectacular que hacía creer a más de un ignorante que había encontrado oro. Por ello, se la llamaba el oro de los locos. De este mineral sólo se podía obtener el azufre que, por otra parte, suele aparecer en estado puro. Desgraciadamente, el hierro que se obtiene es tan malo que su extracción no es rentable.

  6. #6 silmarillion 14 de feb. 2007

    Uma, el pigmento de cobalto se calcina para estabilizarlo. Los minerales se encuentran compuestos de partículas de diversos elementos, y mayormente hay que molerlos, separar estos elementos y en ocasiones calcinar. Se han hallado en yacimientos prehistóricos indicios de calcina de goetita. Entre paréntesis, el cobalto no se encuetra entre los materiales de arte parietal, pero sí el manganeso, que produce una variación de marrones a violaceos y negro. El rojo se obtenía de la tierra natural con alto contenido de hematites tal como Kullervo dice. Para la industria textil se obtenia de la rubia tinctorium, colorante natural hasta que se sintetizó la alizarina, tambiém del kermes y por supuesto no olvidemos la púrpura. La azurita es substituto económico del azul de lapislázuli. El sistema de obtención de ambos colores es por molienda de la piedra y posterior levigación de las partículas de molienda, produciendo variaciónes de color según la cantidad de filtrados que tenga el material. El azul de lapislázuli era el más caro de los pigmentos, de allí el refrán de quien quiere celeste, que le cueste" por que quienes deseaban mucho azul de lapislázuli en las obras encargadas debían pagarlo aparte. también se producían azules verdosos a base de cobre. Otro si digo con lo de los pigmentos. No hay que confundir el cobalto puro con los pigmentos a base de cobalto, que contienen fritas y otras menudencias.

  7. #7 silmarillion 16 de feb. 2007

    Corregirse es bueno Según consta en "Painting Materials: A short Enciclopedia ", Rutherford J. Gettens and George L. Stout, 1935, 1942 ( lamento no agregar editorial, solo poseo fotocopias), y Bruno Muhlethaler, Jean Thissen en "Smalt". Studies in Conservation, Vol. 14, No. 2 (May, 1969), Beckmann ( cuyo libro no he leído) atribuye al vidriero bohemio Schürer la invención del smalt durante el siglo XVI. Sin embargo el smalt se atestigua en uso en pinturas de Bouts durante el siglo XV. Durante el siglo XV se habían encontrado yacimientos de sulfoarseniato de cobalto, y sulfoarseniuro de cobalto, (cobaltita y esmaltita).

  8. #8 Kullervo 17 de feb. 2007

    Y no olvidemos la limonita, como colorante mineral amarillo. Y, volviendo al cobalto... http://webexhibits.org/pigments/indiv/overview/coblue.html

  9. #9 silmarillion 17 de feb. 2007

    Kulllervo y malaquita, lapislázuli, rejalgar, oropimente, glauconita, jarosita, cinabrio, almagre y tantos más. Muchos pigmentos naturales minerales son altamente tóxicos y se han hecho fórmulas que presentan el mismo hue sin nivel de toxicidad. La limonita es ocre amarillo de hierro, pero no exactamente amarillo.El amarillo más antiguo es el de antimoniato de plomo, pigmento altamente tóxico. Nombre comercial amarillo de Nápoles, se lo remplaza actualmente por un compuesto a base de amarillo Hansa*, óxido de hierro sintético y óxido de zinc. Hansa es el nombre comercial de colorantes sintéticos de tipo Azo, caracterizados por poseer cromóforos con doble vínculo de nitrógeno. Los Azo se desarrollaron en 1863, los hansa los comercializó Hoescht a principios del siglo XX.

  10. #10 Uma 17 de feb. 2007

    un cuadro con mucho azul de cobalto "La Anunciación" de Fra Angelico

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