El ácido nítrico es una sustancia con una rica trayectoria histórica y científica. Conocido también como hidroxilo de nitrilo, fue descubierto por Jabir ibn hayyan en 1648(1). Esta revelación surgió al quemar una mezcla experimental que contenía nitro, alumbre y sulfato de cobre.
El proceso de obtención del ácido nítrico experimentó diversas evoluciones a lo largo de la historia. Por ejemplo, el químico alemán Glauber mejoró el proceso destilando nitrato de potasio con ácido sulfúrico. Pero, no fue sino hasta 1784 cuando Henry Cavendish consolidó la técnica de síntesis pasando una chispa eléctrica por aire húmedo(2).
ACIDO NITRICO EN LA JOYERIA. Foto por Envato.
Producción y Características
Presencia Natural
Este ácido es un componente natural de nuestro ambiente. Está presente en la lluvia y en la atmósfera como minúsculas partículas. Estas partículas juegan un papel crucial en diversos fenómenos naturales y procesos ecológicos(3).
Síntesis Industrial
El siglo XX vio un salto en la producción industrial del ácido nítrico. A partir de 1902, con la creciente demanda industrial, se inició una producción en masa, especialmente partiendo de la síntesis de amoniaco con oxígeno, usando catalizadores de platino(4).
Propiedades
La naturaleza corrosiva del ácido nítrico lo hace poderoso para reaccionar con la mayoría de los metales, con la notable excepción del oro y el platino. Esta propiedad ha sido fundamental para diversas aplicaciones industriales y artísticas.
Usos Industriales
El ácido nítrico tiene una amplia gama de aplicaciones en el mundo industrial. Desde la producción de colorantes y explosivos hasta la fabricación de ácido sulfúrico, su importancia no puede ser subestimada. Además, ha demostrado ser crucial en el grabado de metales y en la elaboración de fertilizantes agrícolas(5).
Combinaciones Químicas
Una de las fortalezas del ácido nítrico radica en su habilidad para combinar con otros ácidos. Por ejemplo, su combinación con ácido clorhídrico y ácido sulfúrico ha abierto un abanico de posibilidades en la industria química.
Ácido Nítrico en la Joyería
Grabado y Diseño con Ácido Nítrico
El arte del grabado ha sido una forma esencial de expresión artística y funcional desde tiempos antiguos. A lo largo de los siglos, los artistas y artesanos han buscado medios para incrustar imágenes y patrones en diferentes materiales. El ácido nítrico, debido a sus propiedades corrosivas, ha emergido como una herramienta indispensable en este ámbito.
Proceso de Grabado
El grabado con ácido nítrico implica aplicar este ácido sobre una superficie previamente preparada, en la que se ha dibujado un diseño usando una sustancia resistente al ácido, conocida como “barniz protector”. Una vez que el diseño está establecido, se aplica el ácido nítrico sobre la superficie. Las áreas cubiertas por el barniz permanecen intactas, mientras que las áreas expuestas son corroídas por el ácido, creando así el diseño grabado.
Ventajas del Ácido Nítrico en el Grabado
Hay una serie de razones por las cuales el ácido nítrico es preferido para el grabado:
- Precisión: Permite a los artistas conseguir líneas finas y detalles intrincados en sus diseños.
- Profundidad: Dependiendo del tiempo de exposición, se pueden lograr diferentes niveles de profundidad en el grabado.
- Compatibilidad con Metales: Funciona excepcionalmente bien en metales como el cobre, el zinc y el acero, ofreciendo a los joyeros una amplia gama de opciones para trabajar.
Precauciones en el Grabado
A pesar de las ventajas que ofrece el ácido nítrico, es esencial tomar precauciones al usarlo. Los artistas y joyeros deben:
- Trabajar en áreas bien ventiladas para evitar la inhalación de vapores tóxicos(6).
- Usar equipo de protección personal, incluyendo guantes y gafas de seguridad(6).
- Neutralizar correctamente el ácido después de su uso para evitar accidentes y daños ambientales(7).
Innovaciones en el Diseño
Con la evolución de la tecnología y las técnicas artísticas, el uso del ácido nítrico en el grabado ha visto innovaciones. Hoy en día, se están explorando combinaciones con otros métodos y materiales para crear piezas de joyería aún más detalladas y complejas. Las técnicas modernas, como el grabado láser, a menudo se combinan con el grabado tradicional con ácido para lograr resultados impresionantes(8).
Protección y Pasivación
En el contexto de la metalurgia y la joyería, la pasivación es un proceso vital para mejorar la resistencia de un metal al deterioro y la corrosión. Aunque hay varios métodos para pasivar metales, el ácido nítrico se ha destacado como uno de los principales agentes en este proceso(9).
¿Qué es la Pasivación?
La pasivación se refiere a la formación de una capa delgada y protectora sobre la superficie de un metal que actúa como una barrera contra agentes corrosivos, evitando su deterioro. Esta capa, usualmente compuesta por óxidos o compuestos inertes, no sólo protege al metal subyacente, sino que también puede mejorar su apariencia estética(10).
Ácido Nítrico en la Pasivación
El ácido nítrico es particularmente efectivo para pasivar aceros inoxidables. Al tratar la superficie del acero inoxidable con ácido nítrico, se elimina el hierro libre y otros contaminantes de la superficie, lo que permite la formación de una capa uniforme de óxido de cromo, que es intrínsecamente resistente a la corrosión(9).
Proceso: Generalmente, el metal se sumerge en una solución diluida de ácido nítrico durante un período de tiempo determinado. Después de retirarlo, se enjuaga meticulosamente y se seca(9).
Beneficios: Además de la protección contra la corrosión, este proceso puede dar al metal un brillo distintivo, lo que es especialmente valorado en la joyería(10).
Precauciones y Consideraciones
La pasivación con ácido nítrico requiere precaución. Aquí hay algunas consideraciones clave:
- Concentración: La concentración del ácido nítrico y la duración del tratamiento deben ser cuidadosamente controladas. Un tiempo excesivo o concentraciones demasiado altas pueden dañar el metal en lugar de pasivarlo(9).
- Neutralización: Después del tratamiento, es esencial neutralizar y eliminar cualquier residuo de ácido nítrico para prevenir futuras reacciones no deseadas(7).
- Seguridad: Como con todos los procedimientos que involucran ácidos corrosivos, se deben seguir estrictas medidas de seguridad, incluido el uso de equipo de protección adecuado(6).
Aplicaciones en Joyería
En el ámbito de la joyería, la pasivación con ácido nítrico es especialmente valiosa para piezas que estarán en constante contacto con la piel, como anillos y pulseras. Al pasivar estos objetos, se reduce el riesgo de reacciones alérgicas y se prolonga la vida útil de la joya, preservando su belleza y brillo por más tiempo(10).
Referencias
- Holmyard, E. J. (1990). Alchemy. Dover Publications.
- Cavendish, H. (1784). Experiments on Air. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 75(1), 372-384.
- Seinfeld, J. H., & Pandis, S. N. (2016). Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change. Wiley.
- Smil, V. (2001). Enriching the Earth: Fritz Haber, Carl Bosch, and the Transformation of World Food Production. MIT Press.
- Greenwood, N. N., & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann.
- ASTDR (Agency for Toxic Substances and Disease Registry). (2007). Toxicological profile for nitric acid. Atlanta, GA: U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service.
- EPA. (1998). Nitric acid production. In: Compilation of air pollutant emission factors, Volume 1: Stationary point and area sources. Research Triangle Park, NC: Office of Air Quality Planning and Standards.
- Rosato, D.V. (2019). Plastic product material and process selection handbook. Elsevier.
- Fontana, M.G. (1986). Corrosion engineering. New York, NY: McGraw-Hill Education.
- Jones, D.A. (1996). Principles and prevention of corrosion. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall.
