Capítulo XXXI

EL ORO Y LA FAMILIA DEL PLATINO

============================================================================== PESO DENSIDAD ÓXIDO CLORURO PUNTO SÍMBOLO ATÓMICO MÁXIMA MÁXIMA DE FUSIÓN Ruthenio Ru 101.7 12.26 RuO{4} RuCl{4} Arco eléctrico Rodio Rh 103. 12.1 RhO{2} RhCl{2} Arco eléctrico Paladio Pd 106.5 11.8 PdO{2} PdCl{4} 1500 °C Iridio Ir 193. 22.42 IrO{2} IrCl{4} 1950 °C Osmio Os 191. 22.47 OsO{4} OsCl{4} Arco eléctrico Platino Pt 194.8 21.50 PtO{2} PtCl{4} 1779 °C Oro Au 197.2 19.30 Au{2}O{3} AuCl{3} 1064 °C ==============================================================================

~La familia.~ Siguiendo a hierro, níquel y cobalto en la octava columna de la tabla periódica, se encuentran dos grupos de tres elementos cada uno. Los metales del primero de estos grupos—rutenio, rodio y paladio—tienen pesos atómicos cercanos a 100 y densidades cercanas a 12. Los metales del otro grupo—iridio, osmio y platino—tienen pesos atómicos cercanos a 200 y densidades cercanas a 21. Estos seis elementos raros poseen propiedades físicas muy similares y se asemejan entre sí químicamente, no solo en el tipo de compuestos que forman, sino también en la gran variedad de los mismos. Se encuentran asociados en la naturaleza, usualmente como aleaciones de platino en forma de granos metálicos irregulares en arenas y gravas. El platino es, por mucho, el más abundante de los seis.

Aunque la clasificación periódica asigna el oro al grupo de la plata y el cobre, sus propiedades físicas y muchas de sus propiedades químicas se asemejan mucho más a las de los metales del platino, por lo que puede considerarse convenientemente junto con ellos. Los cuatro elementos oro, platino, osmio e iridio son las sustancias más pesadas conocidas, siendo aproximadamente el doble de densos que el plomo.

PLATINO

~Ocurrencia.~ Aproximadamente el 90% del platino comercial proviene de Rusia, produciéndose pequeñas cantidades en California, Brasil y Australia.

~Preparación.~ El platino nativo suele estar aleado con oro y los metales del platino. Para separar el platino, la aleación se disuelve en agua regia, lo que convierte el platino en ácido cloroplatínico (H{2}PtCl{6}). Luego se añade cloruro de amonio, que precipita el platino como cloroplatinato de amonio insoluble:

H{2}PtCl{6} + 2NH{4}Cl = (NH{4}){2}PtCl{6} + 2HCl.

También se precipita algo de iridio en forma de un compuesto similar. Al calentar el doble cloruro, este se descompone, dejando el platino como una masa metálica esponjosa, la cual se funde en un horno eléctrico y se lamina o martilla hasta obtener la forma deseada.

~Propiedades físicas.~ El platino es un metal blanco grisáceo de alto brillo, muy maleable y dúctil. Se funde en el soplete oxihidrógeno y en el horno eléctrico; es más duro que el oro y buen conductor de la electricidad. En forma finamente dividida, tiene la capacidad de absorber o ocluir gases, especialmente oxígeno e hidrógeno. Estos gases, cuando están ocluidos, se encuentran en un estado muy activo, semejante al estado naciente, y pueden combinarse entre sí a temperatura ambiente. Un chorro de hidrógeno o gas de hulla dirigido sobre platino esponjoso se enciende de inmediato.

~El platino como agente catalítico.~ El platino es notable por su propiedad de actuar como agente catalítico en un gran número de reacciones químicas, y ya se ha mencionado este uso del metal en la fabricación de ácido sulfúrico. Cuando se desea para este propósito, alguna sustancia porosa o fibrosa, como el asbesto, se empapa en una solución de cloruro de platino y luego se calcina. El compuesto de platino se descompone y el platino se deposita en forma muy finamente dividida. El asbesto preparado de esta manera se llama asbesto platinizado. La acción catalítica parece estar en parte relacionada con la propiedad de absorber gases y hacerlos nacientes. Algunos otros metales poseen este mismo poder, especialmente el paladio, que es notable por su capacidad de absorber hidrógeno.

~Propiedades químicas.~ El platino es un elemento químicamente muy inactivo y no es atacado por ninguno de los ácidos comunes. El agua regia lo disuelve lentamente, formando cloruro de platino (PtCl{4}), que a su vez se une con el ácido clorhídrico presente en el agua regia, formando el compuesto ácido cloroplatínico (H{2}PtCl{6}). El platino es atacado por álcalis fundidos. Se combina a altas temperaturas con carbono y fósforo y forma aleaciones con muchos metales. Es fácilmente atacado por el cloro, pero no por agentes oxidantes.

~Aplicaciones.~ El platino es muy valioso como material para la fabricación de utensilios químicos que deben resistir altas temperaturas o la acción de reactivos fuertes. Los crisoles, platos, pinzas, electrodos y artículos similares de platino son indispensables en el laboratorio químico. En la industria se utiliza para la fabricación de recipientes para evaporar ácido sulfúrico, alambres para sellar en bombillas incandescentes y para fabricar una gran variedad de instrumentos. Lamentablemente, el suministro del metal es muy limitado y su costo aumenta constantemente, por lo que ahora es más valioso que el oro.

~Compuestos.~ El platino forma dos series de sales, de las cuales el cloruro platinoso (PtCl{2}) y el cloruro platínico (PtCl{4}) son ejemplos. También se conocen los platinitos. Aunque se han producido una gran variedad de compuestos de platino, la sustancia se emplea principalmente en estado metálico.

~Cloruro platínico (PtCl{4}).~ El cloruro platínico es un compuesto soluble de color naranja que se obtiene calentando ácido cloroplatínico en una corriente de cloro. Si se añade ácido clorhídrico a una solución de la sustancia, ambos se combinan formando ácido cloroplatínico (H{2}PtCl{6}):

2HCl + PtCl{4} = H{2}PtCl{6}.

Las sales potásica y amónica de este ácido son casi insolubles en agua y alcohol. Por ello, el ácido se utiliza como reactivo para precipitar potasio en análisis químicos. Con cloruro de potasio la ecuación es:

2KCl + H{2}PtCl{6} = K{2}PtCl{6} + 2HCl.

~Otros metales de la familia.~ Los demás miembros de la familia tienen pocas aplicaciones. El iridio se utiliza en forma de aleación con platino, ya que la aleación es mucho más dura que el platino puro y aún menos fusible. Esta aleación se emplea a veces para la punta de las plumas de oro. El tetraóxido de osmio (OsO{4}) es un líquido muy volátil y se usa bajo el nombre de ácido ósmico como colorante para cortes en microscopía.

ORO

~Ocurrencia.~ El oro se ha encontrado en muchos lugares, siendo los más famosos Sudáfrica, Australia, Rusia y Estados Unidos. En este país se encuentra en Alaska y en casi la mitad de los estados de la unión, especialmente en California, Colorado y Nevada. Por lo general se encuentra en estado nativo, frecuentemente aleado con plata; en combinación, a veces se encuentra como telururo (AuTe{2}) y en unos pocos compuestos más.

~Minería.~ El oro nativo se presenta en forma de pequeños granos o pepitas más grandes en las arenas de antiguos ríos, o incrustado en vetas de cuarzo en las rocas. En el primer caso se obtiene en forma bruta por minería de placer. La arena que contiene el oro se agita o remueve en canales de agua corriente llamados canaletas. Esto arrastra la arena pero permite que el oro, más pesado, se hunda al fondo de la canaleta. A veces, la arena que contiene el oro se lava de su ubicación natural hacia las canaletas mediante potentes chorros de agua a presión desde tuberías. Esto se llama minería hidráulica. En la minería de vetas, el cuarzo aurífero se extrae de las vetas, se pulveriza en molinos de estampado y el oro se extrae por uno de los procesos que se describen a continuación.

~Extracción.~ 1. Proceso de amalgamación. En el proceso de amalgamación, el polvo que contiene el oro se lava sobre una serie de placas de cobre cuyas superficies han sido amalgamadas con mercurio. El oro se adhiere al mercurio o se alea con él, y después de un tiempo, el oro y el mercurio se raspan y la mezcla se destila. El mercurio se destila y el oro queda en el retorta listo para su refinación.

2. Proceso de cloruración. Cuando el oro se encuentra junto con sulfuros metálicos, a menudo se extrae por cloruración. El mineral se calcina primero, luego se humedece y se trata con cloro. Esto disuelve el oro pero no los óxidos metálicos:

Au + 3Cl = AuCl{3}.

El cloruro de oro, al ser soluble, se extrae de la mezcla con agua, y el oro se precipita de la solución, generalmente añadiendo sulfato ferroso:

AuCl{3} + 3FeSO{4} = Au + FeCl{3} + Fe{2}(SO{4}){3}.

3. Proceso de cianuración. Este proceso se basa en el hecho de que el oro es soluble en una solución de cianuro de potasio en presencia del oxígeno del aire. El polvo de los molinos de estampado se trata con una solución muy diluida de cianuro de potasio que extrae el oro:

2Au + 4KCN + H{2}O + O = 2KOH + 2KAu(CN){2}.

De esta solución, el oro puede obtenerse por electrólisis o por precipitación con zinc metálico:

2KAu(CN){2} + Zn = K{2}Zn(CN){4} + 2Au.

~Refinación del oro.~ El oro se refina por tres métodos generales:

1. Electrólisis. Cuando el oro se disuelve en una solución de cianuro de potasio y la solución se electroliza, el oro se deposita en estado muy puro en el cátodo.

2. Copelación. Cuando el oro está aleado con metales fácilmente oxidables, como el cobre o el plomo, puede refinarse mediante copelación. La aleación se funde con una llama oxidante sobre un crisol poco profundo hecho de ceniza de hueso, sustancia que tiene la propiedad de absorber los óxidos metálicos pero no el oro. Cualquier plata que pueda estar presente permanece aleada con el oro.

3. Separación con ácido sulfúrico. El oro puede separarse de la plata, así como de muchos otros metales, calentando la aleación con ácido sulfúrico concentrado. Esto disuelve la plata, mientras que el oro no es atacado.

~Propiedades físicas.~ El oro es un metal muy pesado de color amarillo brillante, sumamente maleable y dúctil, y buen conductor de la electricidad. Es bastante blando y usualmente se alea con cobre o plata para darle la dureza requerida para la mayoría de los usos prácticos. El grado de pureza se expresa en quilates, siendo el oro puro de veinticuatro quilates; el oro utilizado para joyería suele ser de dieciocho quilates, es decir, dieciocho partes de oro y seis partes de cobre o plata. La moneda de oro contiene 90% de oro y 10% de cobre.

~Propiedades químicas.~ El oro no es atacado por ninguno de los ácidos comunes; el agua regia lo disuelve fácilmente, formando cloruro de oro (AuCl{3}), que a su vez se combina con ácido clorhídrico para formar ácido cloroáurico (HAuCl{4}). Los álcalis fundidos también lo atacan. La mayoría de los agentes oxidantes no actúan sobre él, y en general no es un elemento activo.

~Compuestos.~ Los compuestos del oro, aunque numerosos y variados en carácter, son de importancia comparativamente menor y no necesitan ser descritos en detalle. El elemento forma dos series de sales en las que actúa como metal: en la serie aurosa el oro es monovalente, siendo el cloruro de fórmula AuCl; en la serie áurica es trivalente, siendo el cloruro áurico de fórmula AuCl{3}. El oro también actúa como elemento formador de ácidos, formando compuestos como el aurato de potasio (KAuO{2}). Sin embargo, sus compuestos se descomponen muy fácilmente, separándose el oro metálico de ellos.

EJERCICIOS

1. Según el método de obtención del platino, ¿qué metal es probable que esté aleado con él?

2. El "cloruro de platino" de laboratorio se obtiene disolviendo platino en agua regia. ¿Cuál es el compuesto?

3. ¿Cómo esperaría que se formaran el aurato y el platinato de potasio? ¿Qué precauciones sugeriría esto en el uso de recipientes de platino?

4. ¿Por qué deben tostarse los minerales de oro en el proceso de cloruración?