Historia del niquel Los viejos del lugar sabéis que en Conoce tus elementos vamos recorriendo lentamente la tabla periódica de los elementos, dando una idea general sobre cada uno de ellos: sus características fundamentales, cómo fue descubierto, qué lo hace especial o interesante, para qué lo utilizamos, dónde puedes encontrarlo… En la última entrega de la serie nos dedicamos al elemento de número atómico 27, el cobalto. Hoy, por lo tanto, seguimos con el de veintiocho protones, un elemento en muchos aspectos hermano del anterior (y también, en menor medida, del hierro que precedía al cobalto): hablaremos del níquel. De hecho, no es casualidad que en el colegio casi siempre estudiemos a estos tres hermanos juntos, como una especie de trío: “hierro, “hierro, cobalto cobalto y níquel, valencias +2 y +3”. Lo hacemos porque los tres tienen los mismos
tres estados de oxidación más comunes, en los que se libran de dos o tres electrones, y muchas propiedades parecidas. En este caso, además, la historia se ha confabulado para crear una coincidencia más entre cobalto y níquel, aunque a ella llegaremos llegaremos en un momento. El níquel es, como sus hermanos, un metal de transición; pertenece a la parte media de la tabla y, puesto p uesto que todavía estamos en una sección en la que los átomos son relativamente ligeros y, por lo tanto, más comunes que los pesados, es muy abundante en el Universo, en la Tierra y por lo tanto a nuestro alrededor. Sin embargo, como sucedía con el cobalto, el níquel es tan reactivo que es muy raro encontrarlo puro en la naturaleza. Sí, sí, ya sé que me repito a lo largo de la serie, pero no lo puedo evitar: durante milenios lo tuvimos alrededor sin saber siquiera que q ue estaba ahí. No sólo coexistimos con él, sino que lo utilizamos bastante a menudo sin saber que lo hacíamos. El problema es que, aparte de estar casi siempre oxidado o aleado con otros metales, la apariencia de muchos metales de transición es muy similar (el níquel y la plata, por ejemplo, se parecen bastante). Así, es relativamente relativamente común el cuproníquel , una mezcla de cobre y níquel que puede obtenerse artificialmente artificialmente pero también puede aparecer al extraer cobre de algunas rocas que también contienen níquel. Los antiguos chinos lo llamaban cobre blanco, pues no tenía el color rojizo del cobre, y con él producían un bronce que era mejor que el bronce
normal. También hemos encontrado cuproníquel en algunos bronces del Oriente Medio del tercer milenio antes de nuestra era. Aunque es más raro, también puede encontrarse níquel aleado con hierro, lo que en tiempos antiguos era aún más maravilloso, pues era posible producir armas y armaduras incomparables con las que podían forjarse de manera normal en la época. Es más raro porque sólo sucede al toparse con restos de un meteorito de tipo M, como ya dijimos al hablar del hierro (el níquel aparecía bastante en aquel artículo): los meteoritos de hierroníquel eran un auténtico regalo del cielo para quienes los encontraban.
Meteorito de hierro-níquel caído en Siberia en 1947 en una lluvia de unas 23 toneladas en fragmentos ( H. Raab / CC 3.0 Attribution-Sharealike License ).
En todos estos casos, el níquel daba un “valor añadido” al metal al que acompañaba, ya fuera cobre o hierro, aunque se trataba siempre de un valor desconocido y casi mágico, pues nadie era consciente de la existencia de este metal. En otras ocasiones, sin embargo, la presencia de níquel no era algo afortunado sino todo lo contrario. Y aquí es donde,
como decía antes, la historia del níquel coincide de manera sorprendente con la de su hermano el cobalto. En la Edad Media, los mineros alemanes obtenían muy a menudo cobre a partir de rocas rojizas. Sin embargo, a veces se encontraban rocas de este tipo que, al calentarlas y realizar con ellas el proceso habitual para aislar el cobre, resultaban no contener cobre alguno. Evidentemente, hoy sabemos que estas rocas no podían usarse para obtener cobre simplemente porque no tienen cobre, y que es un tipo de roca de apariencia similar a las otras pero que no tiene nada que ver con ellas químicamente hablando, pero los mineros alemanes del Medievo, como bien sabes, siempre llegaban a la misma explicación: magia. Estas rocas habían contenido cobre, como era evidente por su apariencia, pero no eran ya ese metal, Kupfer en alemán, puesto que un espíritu malicioso había hecho de las suyas para fastidiar a los mineros y había transformado el metal en otra cosa inútil. Los mineros llamaban al espíritu Nickel , y a las rocas resultantes, Kupfernickel , algo así como “cobre del Níquel”, donde el Níquel era el maldito bicho que transformaba
mágicamente una roca útil y valiosa en algo inútil. ¿Te suena esto? Poco podían imaginar ellos que el Kupfernickel no contenía Kupfer en absoluto, sino que era arseniuro de níquel (NiAs), y que no sólo no era inútil sino que era una roca mucho más valiosa que aquellas de las que obtenían el cobre.
Kupfernickel, cobre maldito o NiAs ( Didier Descouens / CC 3.0 AttributionSharealike License ).
Hubo que esperar hasta 1751 para descubrir el secreto del Kupfernickel . El responsable fue un sueco, el barón Axel Fredrik Cronstedt, químico y mineralogista sueco que trabajaba para la Oficina de Minas de Suecia. Tal vez esto también te suene, puesto que el descubridor del cobalto fue el mineralogista sueco Georg Brandt. Bien, para rizar el rizo de las coincidencias, Axel Fredrik Cronstedt fue alumno de Georg Brandt, y también él desmontó el mito de un espíritu malicioso que transformaba rocas útiles en otras inútiles, veinte años después de que su maestro hiciera lo propio con el metal de los kobolds.
Cronstedt se hallaba intentando lograr lo que los mineros no habían podido: extraer el cobre del Kupfernickel (cobre inexistente, claro está). Por más que lo intentaba, naturalmente, no podía extraer cobre, pero en uno de los múltiples procesos que realizó con las rocas de Kupfernickel , por fin, consiguió aislar un metal… ¡pero no cobre! Era un metal de color plateado, bastante similar a la plata aunque con ligeros tintes dorados. Aunque imagino que Cronstedt obtendría níquel de menor pureza y en menor cantidad, se encontraría con algo de este estilo:
Níquel casi puro ( René Rausch / CC 3.0 Attribution-Sharealike License ).
El sueco, como había hecho su maestro con el cobalto, dio nombre al metal a partir de la criatura mágica que se suponía que producía esas rocas, y lo llamó Nickel , que en castellano llamamos níquel. De modo que tanto el níquel como el cobalto son criaturas mágicas con capacidades alquímicas… bueno, o no, pero no me negarás que tanto un nombre como el otro tienen encanto cuando conoces la historia. Siendo un rolero irredento, a mí me gusta más el cobalto por los kobolds de juegos de rol de fantasía, pero los dos tienen un lugar especial en mi corazón. Con el tiempo, por cierto, una vez conocida la verdadera naturaleza del Kupfernickel , dejó de llamarse así al arseniuro de níquel que no
contenía cobre, y empezó a denominarse con ese nombre la aleación de cobre y níquel, es decir, el cuproníquel . Esto añade confusión al asunto, pues la misma palabra pasó a denotar una sustancia completamente diferente, pero es cierto que el nombre anterior era aún más confuso y no había una solución perfecta. ¡Maldito Nickel y sus efectos sobre el idioma, seguro que lo hizo a propósito! El caso es que, de haber existido ese espíritu, de malicioso no podía tener mucho, puesto que aunque no lo supieran los mineros alemanes del Medievo, su Kupfernickel se convirtió pronto en una roca muy valiosa, pues durante algunos años fue la principal fuente de níquel, y este metal resultó ser muy útil. Posteriormente empezó a obtenerse de otras maneras y esa roca perdió su importancia, pero es irónico que algo considerado una maldición resultara ser una bendición, al menos durante un tiempo.
Monedas de níquel ( W. Oelen / CC 3.0 Attribution-Sharealike License ).
El níquel tiene varias propiedades que lo hicieron útil desde su descubrimiento. Por una parte, aunque se oxida fácilmente, a diferencia de otros metales (como el hierro, mucho más abundante), en contacto con el aire sólo reacciona con el oxígeno la capa superficial. Como consecuencia, se forma una patina de óxido de níquel que protege el interior de la oxidación (algo parecido sucede al exponerlo a sustancias corrosivas como ácidos). Por lo tanto, es un metal que se añade muy comúnmente (y se ha hecho desde hace mucho tiempo) a distintos aceros inoxidables. Esta resistencia a la oxidación y la corrosión, además del hecho de que era más barato que la plata, hizo que desde el principio el níquel se utilizara, puro o aleado, como sustituto de ese metal en joyería o cubertería. Claro, no es exactamente plata ni brilla igual, pero menos da una piedra – salvo que esa piedra sea Kupfernickel , por supuesto. También se usaba mucho en monedas en vez de plata u oro, por ser más barato pero razonablemente bello. Al final ha resultado que hay gente alérgica a este metal, sin embargo, con lo que ya se usa mucho menos para joyería aunque algunas monedas siguen conteniéndolo.
Además, se trata de uno de los cuatro únicos metales ferromagnéticos a temperatura ambiente; los otros tres son sus dos hermanos –hierro y cobalto– y el gadolinio, que aún no ha hecho su aparición aquí. Durante mucho tiempo, los imanes no eléctricos más potentes que era posible construir eran los denominados alnico, por estar compuestos de aluminio, cobalto y níquel, a veces aleados con otros metales en menor proporción. Estos imanes son bastante más potentes que los hechos de hierro; a partir de los años 70 fueron superados a su vez por los imanes hechos de tierras raras, terrible nombre que designa elementos como el neodimio que harán
su aparición en esta misma serie dentro de unos años. En la actualidad producimos alrededor de un millón y medio de toneladas de níquel al año, la mayor parte proveniente de minas rusas y canadienses.
Su principal uso es como parte de diferentes “recetas” de acero ( hablamos sobre el acero y sus recetas al hacerlo del hierro), con lo que más de la mitad de la producción mundial se destina precisamente a eso. El níquel proporciona al acero, además de resistencia a la corrosión, propiedades
mecánicas superiores, como resistencia a la rotura o a altas temperaturas. Del resto, la mayor parte se utiliza para formar otras aleaciones con plata, cobre, etc., y aún sigue utilizándose como sustituto de la plata por su resistencia a la corrosión y menor precio.
Las turbinas RB199 del Panavia Tornado tienen palas de al eación de níquel (dominio público).
Aunque lo obtenemos de la corteza terrestre, al níquel le pasa lo mismo que al hierro: la inmensa mayoría está mucho más abajo, en el núcleo terrestre, que como dijimos al hablar de su hermano es básicamente una
bola de Fe-Ni. Lo que queda por aquí arriba son los restos que no se hundieron cuando la Tierra era aún fluida. Su presencia en el núcleo de nuestro planeta demuestra, como también hemos dicho alguna vez, que nuestro Sistema Solar no es de primera sino de segunda generación: somos, al menos en parte, polvo de supernova.
La razón es que el níquel es, como el cobalto, un elemento “más allá del hierro”, y todos esos elementos transférricos no pueden obtenerse mediante la fusión “normal” en el interior de una estrella, puesto que producirlos requiere energía adicional en vez de liberarla. Nuestro propio Sol, desde luego, nunca jamás ha producido ni producirá níquel, ya que nunca alcanzará siquiera el “pico del hierro”. Este “pico del hierro” es el que marca el final de la vida de una estrella muy masiva, y en los convulsos últimos tiempos de la estrella, cuando se liberan enormes cantidades de energía durante la agonía final, parte de esa energía fusiona núcleos que no pueden fusionarse liberando energía, para producir, entre otras cosas, diversos isótopos del níquel. Posteriormente, tras el colapso y explosión finales, ese níquel acaba a veces formando parte de nuevas nebulosas de gas y polvo que acaban formando sistemas estelares como, por ejemplo, el nuestro.
Curva de energía de enlace por nucleón, con el “pico del hierro” (dominio público).
De modo que nunca pienses que una moneda de níquel es algo mundano. De todos esos isótopos, el más común de todos es el níquel-58, que tiene treinta neutrones y es estable. Alrededor de dos terceras partes del níquel a nuestro alrededor es níquel-58. El segundo más común, también estable, tiene dos neutrones más y constituye una cuarta parte de todo el níquel que nos rodea. Los otros isótopos estables son mucho menos abundantes: el níquel-61, el níquel-62 y el níquel-64. El isótopo inestable más útil para nosotros es el níquel-59. Tiene una vida media de unos 76 000 años y se emplea con relativa frecuencia para la datación de meteoritos y sedimentos. A pesar de que se trata de una vida media muy corta geológicamente hablando, la cantidad de níquel-59 es suficientemente grande como para poder emplearlo para realizar estimaciones a mucho más largo plazo. Si no sabes de qué estoy hablando, aquí tienes un artículo sobre datación utilizando radioisótopos. De manera que al final este metal transmutado por espíritus maliciosos ha resultado ser nuestro gran aliado en ciencia y tecnología, y no nos queda sino dar las gracias al Nickel por su regalo y continuar nuestro camino hacia el elemento de veintinueve protones, progenitor del níquel en la mente de los mineros alemanes medievales: el cobre.
