Transformación del plomo en oro: alquimia y transmutación

¿Qué es la alquimia?

¿Sabía que si tuviera el equipo y los conocimientos adecuados, podría convertir el plomo en oro? ¿Ha leído alguna vez la historia de “Rumpelstiltskin”? Si es así, no es la primera vez que escuchas sobre la idea de convertir algo bastante inútil en oro. La historia hace referencia a la práctica de la alquimia (convertir la paja en oro), aunque no se dice explícitamente. Esto puede ser difícil de creer, pero el concepto de este cuento de hadas no es tan descabellado. ¡Sigue mirando (¡o leyendo!) Para aprender cómo.

Los primeros intentos de convertir el plomo en oro fueron realizados por alquimistas. La alquimia es un sistema de creencias espirituales en la época medieval que era mitad experimentación y mitad magia. Los practicantes intentaron convertir sustancias menos deseables en metales “altos” (como oro y plata). Creían que el plomo era solo una forma inferior de oro que no había madurado completamente, por lo que todo el plomo tenía la capacidad de convertirse en oro. Normalmente, esto no se hacía por codicia. Los alquimistas creían que el oro era un metal espiritualmente perfecto, mientras que el plomo era inmaduro y defectuoso.

Los alquimistas usaban una sustancia llamada “piedra filosofal”. Se suponía que debía curar, prolongar la vida y tener la capacidad de transformar un metal en otro. Como era de esperar, la alquimia no tuvo éxito. En nuestro mundo moderno, con toda la tecnología y la información que tenemos, la alquimia suena un poco ridícula. Sin embargo, en su momento, la alquimia parecía plausible. Incluso Isaac Newton investigó y escribió sobre alquimia.

Transmutación nuclear

En los tiempos modernos, se ha descubierto que el plomo, de hecho, se puede convertir en oro, pero no mediante la alquimia, y solo en cantidades insignificantes. La transmutación nuclear implica el uso de un acelerador de partículas para transformar un elemento en otro. Los aceleradores de partículas fuerzan dos tipos diferentes de desintegración radiactiva , que implica reacciones nucleares que pueden transformar un elemento en otro. Echemos un vistazo a algunos de los diferentes tipos de transmutación nuclear con un poco más de detalle.

Decaimiento alfa

La desintegración alfa implica la emisión de una partícula alfa del núcleo de un átomo. Una partícula alfa contiene 2 protones positivos y 2 neutrones (como un átomo de helio). Cuando esto sucede, el núcleo del átomo pierde dos protones y dos neutrones. Dado que el número de protones determina la identidad del elemento, esto convierte al átomo en un átomo de un elemento diferente. Los neutrones solo afectan la masa del átomo. Entonces, en la desintegración alfa, el átomo se vuelve más liviano en masa en 4 amu. Por ejemplo, si un átomo de radio (número atómico 88) con una masa de 226 uma sufre desintegración alfa, el resultado será un átomo de radón (número atómico 86) con una masa de 222 uma.

Decaimiento Beta

La desintegración beta implica un cambio en el número de protones (y por lo tanto el número atómico) en un átomo en 1, pero no afecta la masa del átomo.

Hay tres tipos de desintegración beta:

• Emisión de electrones (también llamada desintegración beta negativa), que implica la expulsión de un electrón y un antineutrino (una partícula sin carga ni masa) de un átomo. En este proceso, un neutrón se convierte en protón y el número atómico aumenta en 1. Por ejemplo, si un átomo de paladio (número atómico 46) con una masa atómica de 106 amu experimenta una emisión de electrones, el resultado será un átomo de plata (número atómico 47) con una masa atómica de 106 uma.
• Emisión de positrones (también llamada desintegración beta positiva), que implica la liberación de un positrón (una partícula positiva sin masa) y un neutrino (una partícula sin carga ni masa, como un antineutrino). Este es un proceso complejo que da como resultado la disminución en el número de protones (y número atómico) en el átomo en 1. Por ejemplo, si un átomo de mercurio (número atómico 80) con una masa de 201 uma sufre una emisión de positrones, el resultado será un átomo de oro (número atómico 79) con una masa de 201 uma. Y finalmente

• Captura de electrones , que implica la combinación de un electrón con un protón para formar un neutrón y un neutrino. Esto da como resultado una disminución en el número de protones (y número atómico) en 1. Por ejemplo, si un átomo de cadmio (número atómico 48) con una masa de 112 amu se somete a captura de electrones, el resultado será un átomo de plata (número atómico 47) con una masa de 112 amu.

Resumen de la lección

Todo bien. Tomemos un momento para revisar lo que hemos aprendido. La práctica medieval de la alquimia era un sistema de creencias que buscaba convertir “metales bajos” (como el plomo) en “metales altos” (como el oro). Esta práctica se basó en la experimentación y la práctica de la magia. A menudo se hacía en un esfuerzo por hacer que los metales menos deseables fueran espiritualmente perfectos madurándolos en sus mejores formas (oro, plata, etc.). La alquimia fue un esfuerzo infructuoso.

En los tiempos modernos, la ciencia ha encontrado una forma de transformar un elemento en otro. La transmutación nuclear utiliza aceleradores de partículas para obligar a un elemento a transformarse en otro, con un proceso llamado desintegración radiactiva , que involucra reacciones nucleares que pueden transformar un elemento en otro.

Hay dos tipos de caries:

• Desintegración alfa , que da como resultado una disminución de protones en 2 y una disminución en el número de masa en 4 amu, y
• Desintegración beta , que resulta en un cambio en la cantidad de protones.

También hay tres tipos de desintegración beta, que incluyen:

• Emisión de electrones , que resulta en un aumento de protones en 1
• Emisión de positrones , que resulta en una disminución de protones en 1, y
• Captura de electrones , que resulta en una disminución de protones en 1