Colección de los elementos más raros de la tabla periódica: osmio, rodio e iridio #IYPT2019

May 8, 2021
admin

por Richard Herrington, Jefe de Ciencias de la Tierra

En el Museo de Historia Natural nuestro trabajo se basa en la recolección científica para apoyar la investigación del mundo natural. En nuestras colecciones tenemos elementos químicos naturales en muchas formas, compuestos y combinaciones diferentes, por lo que, junto con muchos otros, estamos celebrando los 150 años desde que el químico ruso Dimitri Mendeleev publicó la tabla periódica en 1869, celebrando el Año Internacional de la Tabla Periódica. Nos proponemos abarcar todos los elementos de nuestras colecciones en un blog, empezando por el osmio, el rodio y el iridio.

¿Por qué debemos celebrar la tabla periódica? Para millones de personas, es reconocible al instante, una forma racional e intrigante de presentar los elementos, un icono de la química y de la ciencia en general. En términos científicos, la tabla periódica es una presentación visual y lógica de los elementos químicos sobre la base de sus pesos atómicos y propiedades comunes. Mendeléyev organizó los elementos conocidos de forma que le permitiera predecir la aparición de elementos aún no descubiertos. Aunque el número de elementos estables de origen natural se limita a 91 (el uranio es el elemento natural más pesado que se encuentra en cantidades significativas en el planeta), los científicos han creado desde entonces otros elementos radiactivos artificiales transitorios mediante la fusión nuclear y ahora tenemos una tabla periódica que contiene más de 100 elementos.

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La tabla periódica moderna (CC0 Wikimedia Commons)

La Tierra no es un simple globo homogéneo. Su núcleo central está rodeado por un manto que, a su vez, está rodeado por la corteza. Dentro de cada una de estas capas, los elementos están distribuidos de forma desigual en diferentes materiales y rocas. En particular, los elementos se encuentran en diferentes proporciones y combinaciones dentro de compuestos químicos distintivos de composición única, compuestos que denominamos minerales. La parte exterior de la Tierra en la que vivimos -la corteza- está formada por minerales en los que predominan elementos comunes como el silicio, el aluminio, el hierro, el calcio, el potasio, el sodio y el magnesio en compuestos con oxígeno e hidrógeno. Otros elementos son mucho más raros en la corteza y, de nuevo, sólo se encuentran en minerales muy específicos en lugares concretos.

Los elementos más raros de la corteza terrestre son los metales del grupo del platino. Estos se concentran en el manto profundo de la Tierra (hasta 2.890 km por debajo de la superficie), pero también son comunes en los meteoritos metálicos: fragmentos de material planetario primitivo. Estos metales del grupo del platino son tan raros y tan inertes químicamente que no se aislaron de los minerales que los contenían hasta principios del siglo XIX, con un importante trabajo realizado por los científicos británicos William Hyde Wollaston y Smithson Tennant.

Las colecciones del Museo de Historia Natural contienen concentrados de paladio (Pd), platino (Pt), osmio (Os) e iridio (Ir) – que probablemente están relacionados con algunos de los primeros trabajos que incluyen el descubrimiento de estos elementos por Wollaston y Tennant a principios de 1800. Nuestros conservadores están investigando actualmente para determinar cómo llegaron estas muestras a la colección y qué importancia histórica tienen realmente.

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Osmio – pequeñas escamas mezcladas con platino. Sverdlovskaya Oblast; Nizhniy Tagil, Rusia. Espécimen de museo BM.36720

El osmio, el rodio y el iridio son probablemente los metales más raros que se encuentran en la corteza terrestre, con concentraciones medias de 0,0001, 0,0002 y 0,0003 partes por millón en peso respectivamente. Estos metales tan raros son ahora muy importantes desde el punto de vista industrial y alcanzan precios muy elevados, siendo el rodio el metal más cotizado, con más del doble del valor del oro.

Desde el descubrimiento inicial de estos metales ultra raros del grupo del platino, la investigación en las colecciones del NHM mediante análisis de última generación sigue arrojando ocasionalmente nuevos minerales que contienen estos elementos raros. El investigador del NHM, Alan Criddle, encontró en 1983 los escurridizos elementos rodio e iridio en un mineral escondido en la colección. Alan bautizó este mineral con el nombre de Bowie en honor a Stanley Bowie, antiguo director adjunto de lo que hoy es el Servicio Geológico Británico, y el espécimen de la colección del NHM en el que fue descubierto se convierte ahora en el «espécimen tipo» (el espécimen de referencia científica definitivo) para todas las demás investigaciones que se realicen a continuación, ya sea en el Museo, en las universidades, en los institutos de investigación o en la industria.

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