Aunque la alquimia ya no genera tanto interés como en el pasado, ciertas bases siguen inspirando a la ciencia para hacer experimentos curiosos que, aunque no tengan mayor utilidad en la actualidad, podrían servir de algo en el futuro. Como ejemplo, la reciente transformación del agua en un metal brillante lograda por un equipo de científicos.
El resultado fue breve, pero efectivo y no requirió condiciones tan extremas como se creía que ameritaría un procedimiento así. Pero, ¿cómo fue que lo hicieron? El procedimiento se describe en la revista Nature, pero en TekCrispy también te lo explicamos.
Altas presiones pueden transformar la materia en metal
En teoría, la mayoría de los materiales se pueden hacer metálicos sometiéndolos a presiones lo suficientemente altas. Esto es algo que los científicos han sabido durante un buen tiempo, e incluso los geofísicos creen que los centros de planetas gigantes, como Neptuno o Urano, contienen agua en estado metálico.
La explicación es que, al apretar los átomos y las moléculas con mucha fuerza, estos empiezan a compartir sus electrones más externos al punto de llegar a conducir la electricidad tal y como lo hacen los metales. Sobre esta base, se plantea también que el hidrógeno metálico a alta presión puede convertirse en un superconductor, es decir, un material capaz de conducir electricidad sin oponer resistencia alguna.
Ahora bien, no hablamos de un proceso sencillo. Para transformar el agua en un metal sería necesario aplicar unos 15 millones de atmósferas de presión. Llevar a cabo un procedimiento de este tipo en un laboratorio aún es algo impensable en nuestra realidad actual, y menos sin una circunstancia que lo amerite. Sin embargo, los científicos exploraron otras opciones que lo permitieran.
Usando como base un experimento con amoníaco
En uno de sus intentos, decidieron usar los electrones de metales alcalinos siguiendo un procedimiento previo en el que usaron amoníaco. Los metales alcalinos son elementos reactivos del grupo 1 de la tabla periódica conocidos por su capacidad de donar su electrón más externo.
A principios del siglo XIX, el químico británico Humphry Davy sabía que el amoníaco puede hacerse brillante. Inspirados en ello, Pavel Jungwirth, químico físico de la Academia Checa de Ciencias en Praga y Phil Mason, un químico que también es conocido por hacer videos de ciencia en YouTube, comenzaron a experimentar.
“Mezclando” agua con metales alcalinos
Como es de esperar, se encontraron con un problema bien conocido: los metales alcalinos tienden a reaccionar de forma explosiva en contacto con el agua. Para solucionarlo, dispusieron de una configuración experimental que hiciera más lenta la reacción.
Una gota en la que el sodio y el potasio se difunden en una fina capa de agua que la convierte en metal brillante. Crédito: Philip E. Mason.
Jungwirth explica que la clave fue encontrar un intervalo en el que la difusión de los electrones fuera más rápida que la reacción entre el agua y los metales que permitiría la transformación.
Receta para transformar el agua en un metal brillante
El experimento consistió en llenar una jeringa con metales alcalinos, sodio y potasio, formando una mezcla que se mantiene en estado líquido a temperatura ambiente. Luego, la colocaron en una cámara de vacío para modificar la presión.
Entonces usaron la jeringa para formar gotas de la mezcla de metales alcalinos y las expusieron a pequeñas cantidades de vapor de agua; el agua se condensó en cada gota formando una capa de un décimo de micrómetro de espesor.
Finalmente, los electrones de los metales en la gota se difundieron rápidamente en el agua junto con iones metálicos positivos. A los pocos segundos, la capa de agua sobre la gota se volvió dorada.
Otras pruebas realizadas en un sincrotrón en Berlín confirmaron que los reflejos dorados observados correspondían con las firmas de agua metálica. Fue así como lograron transformar el agua en un metal brillante similar al oro.
Referencia:
Water transformed into shiny, golden metal. https://www.nature.com/articles/d41586-021-02065-w
Fuente: tekcrispy