La extracción del metal de los óxidos metálicos

Los metales se encuentran con frecuencia en la naturaleza combinados con átomos de oxígeno, en forma de óxidos metálicos. Hace miles de años, descubrimos cómo aprovechar algunos de estos óxidos metálicos y extraer los metales… en forma pura. De alguna manera, los átomos de oxígeno se pueden quitar de los óxidos. ¿Cómo? Utilizamos el hecho de que cada elemento diferente tiene una reactividad distinta con el oxígeno. Aquí vemos una lista de algunos metales ordenados por la facilidad con que reaccionan con el oxígeno: una serie de reactividad.

De estos metales, el magnesio es el más reactivo, mientras que la plata es el menos reactivo. Si tomas el óxido de uno de los metales en la parte inferior de la lista, como el cobre…, y lo calientas junto con un metal de la parte superior de la lista, como el hierro…, ¿Qué crees que pasará con el oxígeno? El elemento menos reactivo comenzó como un óxido. En la reacción, el óxido irá al elemento más reactivo. El metal inferior de la lista termina como metal puro, mientras que el metal de mayor reactividad se convierte en un óxido.

Un metal de cualquier parte de la lista puede eliminar el oxígeno de todos los metales situados debajo de él. El plomo puede eliminar el oxígeno del óxido de cobre y del óxido de plata, pero no del óxido de cinc. Esto hace que sea más fácil extraer metales de la parte inferior de la lista, como la plata o el cobre, que de los situados más arriba, como el aluminio o el cinc. Añadiremos otro elemento a la lista: el carbono, un no metal. ¿Por qué hay un no metal en la lista de reactividad de metales? Porque, del mismo modo que los elementos metálicos de la serie, el carbono también se puede usar para eliminar el oxígeno de los óxidos de los metales que están por debajo de él en la lista.

Si, por ejemplo, calentamos óxido de hierro con carbono…, el carbono eliminará el oxígeno del hierro, produciendo hierro metálico puro. ¿Qué le sucede al oxígeno? Se adhiere al carbono, creando dióxido de carbono. Esto también explica por qué los distintos metales se descubrieron en momentos diferentes a lo largo de la historia. Reflejan de cerca la lista de reactividad con el oxígeno. La plata se conoce desde tiempos prehistóricos, ya que se puede encontrar en forma casi pura en la naturaleza.

El cobre se ha utilizado durante unos seis mil años; y el plomo unos cinco mil años. Si observas sus puestos en la serie de reactividad, puedes ver por qué: ambos son relativamente fáciles de purificar mediante el carbón de la leña; la temperatura de un fuego de leña es bastante alta. Hace unos tres mil años, los herreros descubrieron que podían usar carbón vegetal (que puede producir temperaturas más elevadas que la leña común) para extraer hierro metálico de los óxidos de hierro. Este proceso, llamado fundición, dio comienzo a la Edad de Hierro. Cuando se trata de elementos situados por encima del carbono en la serie de reactividad, es mucho más difícil extraerlos de sus óxidos.

Aunque hay una gran cantidad de aluminio y magnesio en la corteza terrestre, no fue hasta el siglo XIX (hace 200 años) que estos metales se produjeron en su forma pura a través del uso de la electricidad. Por lo tanto, si un óxido de un metal se calienta lo suficiente, junto con un elemento más reactivo de esta serie de reactividad, el oxígeno se unirá al elemento más reactivo. Eso significa que un metal que empieza como un óxido se puede extraer en su forma pura, libre de oxígeno.