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METALES DE TRANSICIÓN DE INTERÉS BROMATOLÓGICO Recopilación bibliográfica: Liliana Albornoz, Andrea Antoniolli, Laura Mercado C...

METALES DE TRANSICIÓN DE INTERÉS BROMATOLÓGICO Recopilación bibliográfica: Liliana Albornoz, Andrea Antoniolli, Laura Mercado Cátedra de Química General e Inorgánica-2024 Índice METALES DE TRANSICIÓN “d”........................................................................................................................... 3 1. INTRODUCCIÓN......................................................................................................................................... 3 1.1. Propiedades físicas y químicas......................................................................................................... 4 ALGUNOS METALES DE TRANSICIÓN Y SUS REACCIONES DE INTERÉS BROMATOLÓGICO............................. 5 2. CROMO...................................................................................................................................................... 5 2.1. Principales compuestos.................................................................................................................... 5 Cromatos y dicromatos.............................................................................................................................. 5 Óxido de cromo (VI)................................................................................................................................... 6 Óxido de cromo (III)................................................................................................................................... 6 3. MANGANESO............................................................................................................................................ 6 3.1. Propiedades químicas:...................................................................................................................... 6 3.2. Principales compuestos.................................................................................................................... 7 Óxido de Manganeso (IV) – Dióxido de Manganeso.................................................................................. 7 Permanganato de potasio.......................................................................................................................... 7 Manganato de potasio............................................................................................................................... 8 4. COBRE........................................................................................................................................................ 8 4.1. Propiedades químicas del Cu°:......................................................................................................... 8 4.2. Principales compuestos del cobre.................................................................................................... 9 Sales derivadas del cobre.......................................................................................................................... 9 Reacción con hidróxidos y formación de complejos.................................................................................. 9 Óxido cúprico:.......................................................................................................................................... 10 4.3. Usos la industria alimentaria y en la cocina................................................................................... 11 5. PLATA....................................................................................................................................................... 11 5.1. Plata y sus compuestos................................................................................................................... 11 5.2. Sales de plata.................................................................................................................................. 11 6. HIERRO.................................................................................................................................................... 12 6.1. Propiedades químicas:.................................................................................................................... 12 6.2. Principales compuestos.................................................................................................................. 12 Óxido de hierro (II)................................................................................................................................... 12 Óxido de hierro (III).................................................................................................................................. 12 Óxido de hierro (II) y (III) u óxido ferroso-férrico..................................................................................... 12 Sales de Hierro......................................................................................................................................... 13 Compuestos de coordinación del catión de hierro (III)........................................................................... 13 6.3. Aceros.............................................................................................................................................. 14 6.4. Corrosión......................................................................................................................................... 15 Página 1 de 21 7. GRUPO 12: ZINC, CADMIO Y MERCURIO................................................................................................ 15 7.1. Principales compuestos y reacciones de interés................................................................................ 16 Zinc metálico............................................................................................................................................ 16 Sales......................................................................................................................................................... 16 Óxidos...................................................................................................................................................... 16 Hidróxidos................................................................................................................................................ 17 Complejos................................................................................................................................................ 17 8. Definición de metales pesados y características generales................................................................... 18 8.1. Origen y distribución de los metales pesados estudiados................................................................. 18 8.2. Afectaciones para la salud.................................................................................................................. 19 9. BIBLIOGRAFÍA.......................................................................................................................................... 21 Página 2 de 21  METALES DE TRANSICIÓN “d” 1. INTRODUCCIÓN El término “elementos de transición” denota elementos que se encuentran en la parte central de la tabla periódica, los que establecen una transición entre los “formadores de bases” del lado izquierdo y los “formadores de ácidos” del lado derecho (Figura 1). Existen diferentes definiciones de los metales de transición. La más aceptada define a un metal de transición como un elemento de la tabla periódica ubicado en el bloque d que cuenta en su configuración electrónica con un subnivel d parcialmente lleno de electrones, o que puede dar lugar a cationes con un subnivel d incompleto (Figura 2). Esta definición excluye a los elementos del grupo 12 (zinc, cadmio y mercurio) y también a los elementos del grupo 3. En el caso del zinc, el cadmio y el mercurio (grupo 12 o 2B) y sus cationes, estos tienen ocupados en su totalidad los orbitales d (Figura 2), pero suelen Fig.1: Perfil de tabla periódica donde se destaca el bloque d estudiarse con los metales de transición d porque sus propiedades son semejantes. Entonces, en este espacio curricular optaremos por la definición más amplia que considera metal de transición a todo elemento perteneciente al bloque d. Fig.2: Configuración electrónica abreviada para tres metales de transición. Los orbitales s externos, se ocupan y desocupan antes que los orbitales d internos. El Zn (grupo 12) y su catión tienen los orbitales d completos. Los metales de transición son muy numerosos, muy variados, y presentan muchos usos. Algunos de estos metales son cruciales debido a su importancia para las sociedades industrializadas, fuentes inciertas de suministro y volatilidad de precios en los mercados mundiales. Por ejemplo, el cromo se utiliza para fabricar acero inoxidable (especialmente para piezas expuestas a altas temperaturas y gases corrosivos), aviones a reacción, automóviles, equipos hospitalarios y equipos de minería. Otros metales de transición como el platino se utilizan como catalizadores en la industria química, en el refinado de petróleo y en dispositivos anticontaminación de los gases de escape de los automóviles. Más adelante en el texto se estudiarán sólo los metales de transición más relevantes en la industria alimentaria y sus usos. Página 3 de 21  1.1. Propiedades físicas y químicas Al igual que para los elementos representativos, los metales de transición de un mismo grupo comparten semejanzas verticales, con una secuencia gradual conforme nos desplazamos de arriba hacia abajo en la tabla periódica. No obstante, también son verificables algunas relaciones horizontales, en ocasiones muy fuertes, que incluso superan la vinculación vertical; como sucede con los elementos Hierro, Cobalto y Níquel.  Casi todos los metales del bloque d son duros, dúctiles y maleables y tienen elevada conductividad eléctrica y térmica.  Puntos de fusión muy altos (algunos superan los 3000 °C)  Densidad elevada  En general tienen dos electrones en el último nivel de energía y el “electrón diferenciante” se ubica en el penúltimo nivel, en un subnivel “d”. De esta manera, la configuración electrónica externa tiene la forma ns2 (n-1)d1 – 10. Existen algunas excepciones como el Cobre (cuya configuración externa es 4s1 3d10); por ser esta configuración la más estable posible para este elemento.  Cuando los elementos ceden electrones para formar cationes, los electrones del subnivel “s” se separan antes que los del subnivel “d”. Por ejemplo, para el Manganeso: Mn: [Ar] 4s2 3d5  Mn+2: [Ar] 4s0 3d5  N° de oxidación muy variados: desde +1 hasta +8 (para el Osmio). Sin embargo, para los metales que vamos a estudiar los N° de oxidación comunes son: +1: Cu1+, Ag1+, Hg (como Hg2+2) +4: CrO2 , MnO2 +2: Cu2+, Zn2+, Cd2+ , Hg2+ , Mn2+ , Fe2+ +6: CrO42- , Cr2O72- ; MnO42- +3: Cr3+ , Fe3+ +7: MnO4-  El hecho de tener el subnivel d incompleto les confiere diversas propiedades sobresalientes, entre las que figuran la variedad de colores de sus compuestos (Figura 3), actividad catalítica y, en especial, una marcada tendencia a formar iones complejos. Los colores son el resultado de transiciones electrónicas dentro de los orbitales d parcialmente llenos de estas especies. Por ejemplo, compuestos de permanganato tienen un intenso color violeta, compuestos de dicromato presentan color anaranjado, mientras que los compuestos de cobre (II) suelen tener color celeste. Fig.3: Coloración de diferentes soluciones acuosas de metales de transición El estudio de este grupo, lo haremos atendiendo a una característica que presentan muchos de ellos en cuanto a su toxicidad, por lo que suelen denominarse como “Metales Pesados”. Además, analizaremos de forma particular algunos de esos metales y sus reacciones de identificación o de interés analítico en el ámbito bromatológico. Página 4 de 21 ALGUNOS METALES DE TRANSICIÓN Y SUS REACCIONES DE INTERÉS BROMATOLÓGICO 2. CROMO El cromo proporciona un recubrimiento brillante y protector a las superficies de hierro y acero. Este metal, no es inerte por sí solo; más bien, tiene un recubrimiento de óxido muy delgado pero resistente que le confiere la protección. Presenta dos estados de oxidación: +3 (es el más estable) y + 6, siendo en este estado muy oxidante. 2.1. Principales compuestos Cromatos y dicromatos A pesar de su inestabilidad termodinámica, factores cinéticos permiten la existencia de varios compuestos de cromo (+6). Los más importantes de éstos son los cromatos y dicromatos. El ion cromato (CrO42-) amarillo, sólo puede existir en solución en condiciones alcalinas, y el ion dicromato (Cr2O72-) anaranjado, sólo en condiciones ácidas, a causa del equilibrio (figura 4). Fig.5: Ion dicromato Cr2O72- Fig.4: Equilibrio cromato - dicromato Muchos cromatos son insolubles, y a menudo son amarillos si el catión es incoloro, como el cromato de plomo (Il), PbCrO4. El cromato de plata(I), Ag2CrO4, tiene un color rojo ladrillo único, que lo convierte en un compuesto útil para su empleo en métodos de titulación como el de Mohr que involucra la determinación cuantitativa de iones cloruro por medio de la titulación con una solución de nitrato de plata utilizando cromato de sodio o potasio como indicador químico de fin de valoración. El fundamento consiste en que el catión Ag+ reaccionará en primer lugar con el anión Cl- de la muestra. Al consumirse cuantitativamente el Cl-, el ion CrO42- reaccionará con el primer exceso de Ag+ proveniente del titulante formando el sólido rojizo Ag2CrO4, el cual marca el punto final de la titulación.  Ag+(ac) + Cl-(ac)  AgCl (s) blanco El Ag+ primero reacciona con el Cl- presente en la muestra  Ag+(ac) + CrO42-  Ag2CrO4(s) rojo ladrillo – salmón El ion dicromato tiene una estructura que incluye un átomo de oxígeno puente (Figura 5). Este ion es un agente oxidante fuerte, aunque la naturaleza carcinogénica del ion cromo (VI) implica que se le debe tratar con respeto, sobre todo el sólido en polvo ya que se puede absorber a través de los pulmones. Página 5 de 21 Cuando este ion anaranjado actúa como agente oxidante, se reduce al ion complejo hexaacuocromo(III) verde, [Cr(OH2)6]3+  Cr2O72-(ac) + 14 H+(ac) + 6 e-  2 Cr3+(ac) + 7 H2O(ℓ) Esta reacción se utiliza en los analizadores del aliento para detectar un consumo excesivo de alcohol. El etanol del aliento se burbujea a través de una solución ácida de dicromato, y el cambio de color se detecta cuantitativamente. En la reacción, el etanol se oxida a ácido etanoico (acético):  CH3CH2OH(ac) + H2O(ℓ)  CH3CO2H(ac) + 4H+ (ac) + 4e- etanol ác. etanoico La oxidación de compuestos con ion dicromato es una reacción común usada en química analítica en las titulaciones denominadas dicromatometrías. Óxido de cromo (VI) El óxido de cromo (VI) es un óxido ácido, lo mismo que la mayor parte de los óxidos de metales en los que el metal tiene un número de oxidación muy alto. El compuesto es muy soluble en agua, donde forma "ácido crómico" que en realidad es una mezcla de especies. La naturaleza fuertemente oxidante (y ácida) de la solución ha dado pie a su uso, combinada con ácido sulfúrico (solución sulfocrómica) como último recurso de limpieza para cristalería de laboratorio. Sin embargo, esta práctica está prácticamente en desuso por el peligro de la solución misma (carcinogénica y muy ácida) y el peligro potencial de reacciones redox exotérmicas con los contaminantes de la cristalería lo convierten en una opción poco recomendable. Óxido de cromo (III) El compuesto verde pulverulento, óxido de cromo (III), Cr2O3, es un óxido básico, como cabe esperar por el número de oxidación más bajo del metal. El óxido de cromo (III) es un pigmento verde común. Es este óxido el que desde 1862 ha conferido su color a los billetes con denominación en dólares estadounidenses ("greenbacks"). Dado que el pigmento es un mineral en lugar de un colorante orgánico, el verde no se decolora, ni es afectado por ácidos, bases o agentes oxidantes o reductores. 3. MANGANESO 3.1. Propiedades químicas: El manganeso forma fácilmente compuestos en una gama de estados de oxidación que es más amplia que la de cualquier otro metal común. Forma compuestos con todos los números de oxidación desde 0 a +7; sin embargo, nuestro interés radica en los siguientes: - +2: ya que es el más estable, formando el catión manganeso Mn2+; - +4: en el óxido de manganeso (IV) y - +6 y +7 que se encuentran en sus oxoaniones: permanganato y manganato. El manganeso es un metal brillante de color gris con tonalidades rojizas. Duro pero frágil, con notable tendencia a formar soluciones sólidas con otros metales, aleaciones, especialmente con el hierro, cobalto, níquel y cobre. Por su potencial de reducción negativo (E°red = - 1,18V), es más activo que el hidrógeno, se disuelve en ácidos no oxidantes, liberando hidrógeno y formando la sal de Mn(II). Página 6 de 21   Mn(s) + H+(ac)  Mn2+(ac) + H2 (g) Estas sales son solubles en agua (excepto fosfatos y carbonatos) dando soluciones esencialmente incoloras o rosa tenue por la hidratación y formación de un ion complejo: [Mn(OH2)6]2+ Las sales de Mn2+ son estables en medio ácido o neutro pero cuando se agrega un álcali fuerte, a una solución manganosa, precipita el Mn(OH)2 de color blanco que oscurece rápidamente por oxidación al aire:  Mn2+ (ac) + OH-(ac) = Mn(OH)2 (s) blanco  Mn(OH)2(s) + ½ O2(g) = MnO2.H2O (s) dióxido de manganeso - color pardo 3.2. Principales compuestos Óxido de Manganeso (IV) – Dióxido de Manganeso Es el único compuesto de manganeso (IV) que tiene alguna importancia. Es un sólido insoluble de color negro y se considera que tiene una estructura esencialmente iónica. El compuesto es un fuerte agente oxidante; libera cloro del ácido clorhídrico concentrado, y simultáneamente se reduce a cloruro de manganeso (II):  MnO2(s) + 4 HCl (ac)  MnCI2 (ac) + CI2 (g) + 2 H2O (l) Permanganato de potasio Sólido negro, es el compuesto de manganeso más conocido, con un número de oxidación de +7. El KMnO4 se disuelve en agua para dar una solución color púrpura profundo (figura 6). KMnO4 Mn 2+ MnO2 K2MnO4 Fig. 6: Solución de permanganato de potasio y sus productos de reducción en diferentes medios (ácido, neutro y alcalino) de reacción. El ion permanganato es un agente oxidante de gran potencia, que según el medio da diferentes productos de reducción, cuya apariencia se observa en la Figura 6: - En condiciones ácidas se reduce al ion manganeso (II) incoloro:  MnO4- (ac) + 8 H+ (ac) + 5 e-  Mn2+ + 4 H2O (l) - En condiciones fuertemente alcalinas se reduce al ion manganato:  2 KMnO4 (ac) + 2 KOH (s)  2 K2MnO4 (ac) + ½ O2 (g) + H2O (l) - Y en condiciones neutras se reduce a dióxido de manganeso:  2 KMnO4 (ac) + MnSO4 (ac)  3 MnO2 (s) + K2SO4 (ac) El permanganato de potasio es un agente importante en las titulaciones redox aunque, dado que su pureza no puede garantizarse, no es apropiado como estándar primario. Las soluciones acuosas gradualmente depositan óxido de manganeso (IV) pardo si se dejan reposar. Para ser utilizado entonces en las titulaciones redox (denominadas permanganimetrías), sus soluciones deben ser valoradas para tener la concentración Página 7 de 21 precisa de sus soluciones mediante titulación con una solución estándar de ácido oxálico. Para ello, la solución de permanganato de potasio se gotea en la solución de ácido oxálico desde una bureta, y el color púrpura desaparece a medida que se forman los iones casi incoloros de manganeso (II) y dióxido de carbono. En esta titulación, el permanganato actúa como su propio indicador, ya que el más pequeño exceso de permanganato confiere a la solución un tinte rosado:  MnO4-(ac) + 8 H+(ac) + 5 e- 7 Mn2+(ac) + 4 H2O(ℓ)  C2O42-(ac)  2 CO2(g) + 2 e- Se puede usar una solución estandarizada de permanganato de potasio para la determinación cuantitativa de hierro en muestras de alimentos. El hierro de la muestra se convierte en ion hierro (II), que luego se titula con solución estandarizada de ion permanganato, utilizando el mismo permanganato como reactivo y como indicador:  MnO4- (ac) + 8 H+ (ac) + 5 e-  Mn2+(ac) + 4 H2O (l)  Fe2+ (ac)  Fe3+ (ac) + e- Manganato de potasio El manganato de potasio, un sólido verde, es casi el único compuesto común de manganeso (VI). Sólo es estable en la fase sólida o en condiciones extremadamente básicas. Cuando este compuesto se disuelve en agua: 3 MnO42- (ac) + 2 H2O (l)  2 MnO4- (ac) + MnO2 (s) + 4 OH- (ac) 4. COBRE El cobre es un elemento escaso (un porcentaje de 6.8 x 10-3 en masa en la corteza terrestre), se encuentra en estado natural y combinado en minerales como la calcopirita (CuFeS2). El metal es de color café rojizo, el aire seco no lo altera, pero en presencia de humedad y dióxido de carbono se cubre de una capa protectora de carbonato básico de cobre: [Cu(OH)]2CO3 (pátina verde azulada que recubre los objetos cobreados o de bronce). Este metal, tiene muy alta conductividad eléctrica, es buen conductor de calor y es un metal blando. Es muy empleado en aleaciones como el latón y el bronce y en cables eléctricos. El cobre puede ser corroído por ácidos oxidantes, como el ácido nítrico. El agua acidulada que contiene ácido carbónico u otros ácidos orgánicos corroe el cobre y sus aleaciones produciendo manchas azules características. 4.1. Propiedades químicas del Cu°: En cuanto a su reacción con ácidos:  Por su potencial de reducción positivo (E°red= 0,16V) es menos activo que el hidrógeno por lo que no desaloja al hidrógeno de los ácidos diluidos no oxidantes.  Se disuelve en ácido nítrico concentrado y caliente: 4 HNO3 (c.c.) + Cu(s)  Cu(NO3)2(ac) + 2 NO2(g) + 2 H2O(l) (REDOX) Página 8 de 21   y también en ácido nítrico diluido y frío: Cu(s)  Cu2+(ac) + 2 e- HNO3 (dil y f) + 3 e-  NO(g)  Se disuelve en ácido sulfúrico concentrado y caliente: Cu(s)  Cu2+(ac) + 2 e- - 2 H2SO4 (c.c.) + 2 e-  SO2(g) + 2 H2O(l) + SO42 -(ac) En todos los casos se obtiene la correspondiente sal de Cu(II) 4.2. Principales compuestos del cobre Sales derivadas del cobre Las sales de Cu(II) cuando se disuelven en agua reaccionan con ella liberando cationes hidronio, por lo tanto, sus soluciones acuosas son ácidas: [Cu(OH2)6]2+ (ac) + 6 H2O (l)  [Cu(OH2)5 (OH)]+ (ac) + H3O+(ac) pH < 7 Aunque el cobre forma compuestos en los estados de oxidación +1 y +2, es el estado +2 el que domina la química acuosa del cobre. En solución acuosa, casi todas las sales de cobre (II) son azules, y el color se debe a la presencia del ion hexaacuocobre(II), [Cu(OH2)6]2+ (Figura 7, derecha). La excepción común es el cloruro de cobre (II). Una solución Fig. 7: Izquierda Sulfato de cobre (II) acuosa concentrada de este compuesto es verde, el color causado pentahidratado, derecha solución acuosa de por la presencia de iones complejos como el ion tetraclorocuprato sulfato de cobre (II) (II), [CuCI4]2-. Si se diluye esta solución, su color cambia a azul. Estas transformaciones del color se deben al reemplazo sucesivo de los iones cloruro de los complejos por moléculas de agua, y el color final es el del ion hexaacuocobre (II). El proceso global puede resumirse así: [CuCI4]2- (ac) + 6 H2O (l)  [Cu(OH2)6]2+ (ac) + 4 Cl- (ac) verde celeste El sulfato cúprico pentahidratado (Figura 7, izquierda) es una de las sales más empleadas en el laboratorio por su elevada solubilidad. Como tal, presenta coloración celeste al igual que su solución, pero cuando la sal es calentada, pierde fácilmente el agua de cristalización, de esta manera el sulfato de cobre II anhidro es blanco: CuSO4.5H2O (s) + calor  CuSO4 (s) + 5 H2O (v) celeste blanco Reacción con hidróxidos y formación de complejos Si se añade una solución de amoniaco a, una solución del ion cobre (II), el color azul del ion hexaacuocobre (II) es sustituido por el azul profundo (Figura 8, derecha) del ion tetraaminocobre (II), [Cu(NH3)4]2+: [Cu(OH2)6]2+ (ac) + 4 NH3 (ac., exc.)  [Cu(NH3)4]2+ (ac) + 6 H2O (l) (*) Página 9 de 21 Esta reacción puede ocurrir si se agrega el amoníaco acuoso suficiente (como solemos decir: “en exceso”). Sin embargo, si se añade sólo unas gotas de una solución diluidas de amoniaco a una solución del ion cobre (II), en primera instancia precipita el hidróxido de cobre por tratarse de un medio alcalino, de acuerdo a la siguiente reacción: [Cu(OH2)6]2+ (ac) + 4 NH3 (ac., g.g.)  Cu(OH)2 (s) + NH4+ (ac) + 5 H2O (l) Si al hidróxido insoluble formado, luego se le añade un exceso de amoníaco acuoso, se disuelve el hidróxido de cobre (II) y se forma el complejo del ion tetraaminocobre (II), [Cu(NH3)4]2+, tal como vimos en la reacción marcada con (*). Como se mencionó, la adición de ion hidróxido (aportado por una base) a una solución del ion cobre(II) causa la precipitación del hidróxido de cobre(II), un sólido gelatinoso azul-verdoso (Figura 8, izquierda): [Cu(OH2)6]2+ (ac) + 2 OH- (ac)  Cu(OH)2 (s) + 6 H2O El hidróxido de cobre (II) es insoluble en base diluida, pero se disuelve en una solución de hidróxido concentrada para dar el ion azul profundo tetrahidroxocuprato (II), [Cu( OH)4]2-: Cu(OH)2 (s) + 2 OH- (ac)  [Cu(OH)4]2- (ac) azul-verdoso (s) azul profundo Visto de otra manera, si a una solución acuosa del ion Cu2+ se le adiciona un exceso de ion hidróxido (ej. NaOH) se forma también el ion complejo de Cu2+ utilizando al ligando al ion hidróxido (OH-). [Cu(OH2)6]2+ (ac) +2 OH- (ac, exceso)  [Cu(OH)4]2- (ac) El hidróxido de cobre (II) también se disuelve en una solución acuosa de amoniaco para dar el ion tetraaminocobre (II), sin embargo el ligando en este caso es el NH3. (Figura 8): Cu(OH)2 (s) + 4 NH3 (ac)  [Cu(NH3)4]2+ (ac) + 2 OH- (ac) Para la mayor parte de los compuestos, el estado de oxidación cobre (II) es el más estable termodinámicamente, aunque frente un agente reductor como el yoduro, reducen los iones cobre (II) al estado cobre (I) y se estabiliza el compuesto de cobre (I) por la formación del precipitado CuI (s): Fig.8: Hidróxido cúprico insoluble 2 Cu2+ (ac) + 4 I- (ac)  2 CuI (s) + I2 (ac) (redox) (izquierda) y ion complejo soluble tetraaminocobre (II) (derecha). Como vimos, el Cu (II) también forma complejos con el ligando Cl-: el ion complejo [CuCI4]2- (anión tetraclorocuprato (II)). Éste se puede formar a partir del agregado de solución concentrada de ácido clorhídrico a una solución que contenga ion Cu (II). 4 HCl (ac) + [Cu(OH2)6]2+ (ac)  [CuCI4]2- (ac) + 6 H2O (l) + 4 H+ verde Óxido cúprico: Los metales del Grupo 11 son poco reactivos y mayormente no reaccionan con el aire. No obstante, el cobre metálico, siendo más reactivos que la plata y el oro, puede reaccionar en caliente y en presencia de oxígeno para dar el óxido cúprico: 2 Cu (s) + O2 (g)  2 CuO (s) Página 10 de 21 El óxido de cobre (II), de color negro, se obtiene más comúnmente por descomposición térmica del hidróxido. Cu(OH)2 (s) + calor  CuO (s) + H2O (l) Este óxido tiene carácter básico, lo que se demuestra haciéndolo reaccionar con un ácido: CuO (s) + 2 H+ (ac) = Cu+2 (ac) + H2O (l) 4.3. Usos la industria alimentaria y en la cocina El cobre se utiliza en la fabricación de equipos de procesamiento de alimentos, como intercambiadores de calor, alambiques para la producción de destilados y tanques de almacenamiento, debido a su alta conductividad térmica y resistencia a la corrosión. Además, el cobre es el mejor metal en la cocina por su excelente transmisión de calor y su gran durabilidad. Con respecto a la conductividad, el cobre absorbe el calor y lo distribuye de manera uniforme, de manera que la cocción de los alimentos es muy pareja, sin que unas zonas se cuezan más que otras. Por otro lado, aunque el cobre tiene muchas ventajas, es importante tener en cuenta que puede crear reacciones tóxicas cuando entra en contacto con los alimentos (sobre todo los ácidos). El cobre sin revestir no es tóxico cuando se usa en trabajos con azúcar como mermeladas, merengues, dulces o chocolate. De hecho, el Código Alimentario Argentino en su artículo 186 permite este material (o sus aleaciones bronce o latón) sin revestimiento cuando se utilice para estar en contacto con este tipo de productos. En la producción de destilados como el whisky se utiliza el cobre como material de los alambiques, porque el ion cobre (II) que libera, podrían reaccionar con los sulfuros volátiles que se generan en la fermentación, dando compuestos insolubles, evitando que los mismos aporten características sensoriales adversas. 5. PLATA 5.1. Plata y sus compuestos La plata se encuentra principalmente como elemento libre y como sulfuro de plata, pero también se encuentra en bajas proporciones en menas (roca o sustancia de la que pueden extraerse minerales o metales de utilidad, con beneficio económico) de plomo y cobre. Este metal, comúnmente empleado en joyería, soldaduras y en electrónica; es menos reactivo que el cobre, por lo que no reacciona con el oxígeno del aire ni siquiera en caliente. Reacciona con el sulfuro de hidrógeno, formando Ag 2S, de color negro, sobre los objetos y utensilios de plata. 5.2. Sales de plata El compuesto de plata más importante es el nitrato de plata, la única sal de plata muy soluble en agua. Esta sal es empleada industrialmente en la formación de otros compuestos de plata. En el laboratorio, las sales de plata se emplean en el reconocimiento de numerosos iones disueltos (por ejemplo, halogenuros, fosfatos, metafosfatos, arseniatos y metaarsenitos) aprovechando la insolubilidad de la mayoría de las sales de plata (recordar las reacciones vistas en las diferentes secciones). El precipitado de cloruro de plata (a diferencia del precipitado de bromuro de plata) puede solubilizarse mediante la formación de complejos con amoníaco: AgCl (s) + 2 NH3 (ac) = [Ag(NH3)2]+ (ac) + Cl- (ac) Página 11 de 21 6. HIERRO El hierro es el metal más abundante en la corteza terrestre (6,2% en masa) después del aluminio. Se encuentra en muchas menas; las más importantes son hematita (Fe2O3), siderita (FeCO3) y magnetita (Fe3O4). El hierro se obtiene por la reducción a partir de estos minerales en el “alto horno” 6.1. Propiedades químicas: El hierro puro es un metal gris y no es particularmente duro; relativamente activo. En concordancia a su potencial de reducción de valor negativo (E°red= -0,44 V), desplaza al hidrógeno de los ácidos diluidos no oxidantes y a los metales menos activos de sus sales: Fe(s) + HCl (ac)  FeCl2(ac) + H2(g) Fe(s) + Cu2+(ac)  Fe2+ + Cu(s) Con ácido nítrico muy concentrado se vuelve “pasivo” por formación del óxido férrico que forma una película sobre el metal que lo protege de todo ataque posterior. 2 Fe(s) + 6 HNO3(cc)  Fe2O3(s) + 6 NO2(g) + 3H2O(v) Los dos estados de oxidación del hierro son +2 y +3, siendo este último el estado más estable para el hierro. 6.2. Principales compuestos Óxido de hierro (II) Es un óxido negro de carácter básico, y se disuelve en ácidos para dar el ion hierro (II) acuoso: FeO (s) + H+ (ac)  Fe2+ (ac) + H2O (l) Óxido de hierro (III) El óxido de hierro (III), o hematita, se encuentra en grandes depósitos subterráneos. Éste óxido se puede preparar en el laboratorio calentando óxido-hidróxido de hierro (III), que se genera añadiendo ion hidróxido al ion hierro (III): Fe3+ (ac) + 3 OH- (ac)  FeO(OH)(s) + H2O (l) Formación óxido-hidróxido de hierro (III) 2 FeO(OH)(s) + calor  Fe2O3 (s) + H2O (l) Obtención de óxido de hierro (III) Óxido de hierro (II) y (III) u óxido ferroso-férrico El óxido de hierro (II) y (III) es un óxido mixto, contiene el elemento en los estados de oxidación +2 y +3. Este compuesto se encuentra en la naturaleza como magnetita o piedra imán, y un trozo de este compuesto magnético, suspendido de un hilo, se usó como brújula primitiva. Página 12 de 21 Sales de Hierro La mayor parte de las sales ferrosas son solubles, excepto el carbonato y el hidróxido correspondiente. En las soluciones acuosas de las sales ferrosas, el catión aparece generalmente hidratado: [Fe(OH2)6]2+ de color verde claro, casi incoloro y difícil de conservar, ya que el O2 del aire lo oxida fácilmente y se forman sales del catión básico férrico que son insolubles. En cuanto a las sales férricas (Fe3+) son las más estables del hierro. Su catión está hidratado en solución acuosa y es de color amarillo: [Fe(OH2)6]3+. Todas las sales de hierro (III) que se disuelven en agua dan una solución ácida, característica de los cationes hidratados con alta densidad de carga. En tales circunstancias, las moléculas de agua coordinadas se polarizan lo suficiente como para desprotonarse y que otras moléculas de agua circundantes puedan funcionar como bases. Entonces, el ion hierro (III) hidratado se comporta como sigue: [Fe(OH2)6]3+ (ac) + H2O (l)  H3O+ (ac) + [Fe(OH2)5(OH)]2+(ac) [Fe(OH2)5(OH)]2+(ac) + H2O (l)  H3O+ (ac) + [Fe(OH2)4(OH)2]+(ac)...etcétera. Los equilibrios dependen del pH; por ello, la adición de ion hidronio, desplaza el equilibrio hacia la izquierda y da soluciones del ion hexaacuohierro (Ill), casi incoloras. En cambio, la adición de ion hidróxido da una solución cada vez más amarilla, seguida de la precipitación del óxido-hidróxido de hierro (Ill), un material gelatinoso con color de herrumbre, FeO(OH), generalmente se utiliza el nombre de hidróxido de hierro (III): Fe3+ (ac) + 3 OH- (ac)  FeO(OH)(s) + H2O (l) o también puede encontrarse la ecuación como sigue: Fe3+ (ac) + 3 OH- (ac)  Fe(OH)3 (s) Este hidróxido tiene carácter básico; se disuelve en ácidos no oxidantes, y no lo hace en exceso de álcali o agregando amoníaco acuoso, es decir no forma complejos con el OH- ni con NH3. Compuestos de coordinación del catión de hierro (III) El ion cloruro actúa como ligando para formar, el ion tetracloroferrato (III) amarillo. Este ion se forma fácilmente añadiendo ácido clorhídrico a una solución de ion hexaacuohierro (II): [Fe(OH2)6]3+ (ac) + 4 Cl- (ac)  [FeCl4]-(ac) + 6 H2O(l), o en forma simplificada: Fe3+ (ac) + 4 HCl (ac)  [FeCl4]- (ac) + 4 H+ (ac) Página 13 de 21 La prueba más sensible para el ion hierro (III) es la adición de una solución de tiocianato de potasio ó sulfocianuro de potasio. La aparición del color rojo intenso del ion pentaacuotiocianohierro (III), [Fe(SCN)(OH2)5]2+ (Figura 9), indica la presencia de hierro (III): [Fe(OH2)6]3+ (ac) + SCN- (ac)  [Fe(SCN)(OH2)5]2+(ac) + H2O(l) En algunas bibliografías, se puede encontrar por sencillez, en lugar del catión acuoso simplemente Fe3+, por lo que la ecuación anterior quedaría de la siguiente forma: Fe3+ (ac) + 6 SCN- (ac) [Fe(SCN)6] 3- (ac) Fig. 9: Solución de FeCl3 (izquierda) y formación de Ambas ecuaciones representan la reacción de reconocimiento del Fe3+ en el laboratorio. [Fe(SCN)(OH2)5]2+ (derecha) de color rojo intenso. 6.3. Aceros Tanto el hierro como sus aleaciones, principalmente el acero, representan aproximadamente el 90% de la producción mundial de metales, debido fundamentalmente a la combinación de su buena resistencia, tenacidad y ductilidad, con su relativo bajo costo. En siderurgia e industrias metal-mecánica hay distintos productos obtenidos con hierro. Entre estos podemos citar: el Acero: es el producto que se obtiene en los altos hornos por la fusión, a elevadas temperaturas, del mineral de hierro, caliza, carbono e inyección de oxígeno precalentado. Propiedades: es maleable, dúctil, tenaz y permite soldaduras para el ensamble de piezas, estructuras y montajes. Además, se puede templar para lograr mayor tenacidad y ser usado en superficies con filos (cuchillas) o ejes de rotación. Por otra parte, se oxida fácilmente, formando óxidos, expuestos tanto a la atmósfera como a la humedad, por ello deben ser protegidos con pinturas antióxido y esmaltes externos. Es conductor de la electricidad, por lo cual debe estar aislado. Los aceros no deben usarse en contacto directo con los alimentos, porque - se corroen fácilmente y ceden hierro al mismo, que en proporciones superiores a 150 mg/ kg, es perjudicial para la salud. - Constituyen un efectivo agente de canalización de las reacciones de oxidación de los lípidos. Una alternativa para aislar piezas que estén en contacto con alimentos es el enlozado. Éste consiste en recubrir, la superficie limpia y seca del metal, con una capa constituida por feldespato, cuarzo, bórax y arcilla. Su único inconveniente es la alta fragilidad frente a los golpes. Además, como se estudió en el capítulo de metales representativos, otra alternativa muy utilizada en la industria alimentaria es el recubrimiento del acero con estaño en las hojalatas. De mucho uso en la industria son los aceros inoxidables. Éstos son aleaciones de hierro, cromo y níquel como elementos mayoritarios. Presentan excelentes características para la industria alimentaria, dada su inercia química frente a la corrosión, ductilidad y maleabilidad. La resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables es debida a una delgada película de óxido de cromo, que se forma en la superficie del acero. A pesar de que esta película invisible es sumamente delgada, está fuertemente adherida al metal por lo que lo protege contra los distintos tipos de corrosión, renovándose inmediatamente, cuando es dañada por abrasión, corte, maquinado. La incorporación de otros elementos tales como molibdeno (para aumentar la resistencia a salmueras y anhídrido sulfuroso), titanio (para conferir dureza), vanadio (para dar elasticidad) produce distintos tipos de acero inoxidable. Cada uno de ellos presenta diferentes propiedades y presentaciones, con una gran variedad de acabados, dimensiones, tratamientos. Las propiedades del acero inoxidable son su resistencia a la corrosión de conformidad a su composición química. Fácil limpieza. No ceden elementos tóxicos ni contaminantes extraños a los alimentos en contacto con él, aún en condiciones extremas de temperatura o trabajo. Permiten un pulido a espejo de su superficie, que otorga un brillo y acabado especial con una vista y presencia excelente y que además facilita su limpieza. Página 14 de 21 Poseen larga vida útil, dada su resistencia mecánica. Se autopasivan en contacto con el oxígeno por la formación de una delgada capa de óxido de cromo, que los protege de la corrosión atmosférica. Transmite menos el calor que el aluminio y mucho menos que el cobre. 6.4. Corrosión La corrosión es el término que suele aplicarse al deterioro de los metales por un proceso electroquímico que para este metal implicas su oxidación y formación de herrumbre. Para que el metal se oxide debe estar en contacto con oxígeno y agua. La oxidación (corrosión) del hierro requiere la presencia tanto de dioxígeno como de agua. Con la ayuda de un indicador, también puede demostrarse que el pH aumenta en las inmediaciones de algunas partes de una superficie de hierro. A partir de estas observaciones se puede determinar la electroquímica del proceso de corrosión. En el punto de la superficie del hierro en el que la concentración de dioxígeno es más alta, el elemento se reduce al ion hidróxido: O2 (g) + 2 H2O (l) + 4 e-  4 OH- (ac) El grueso del hierro actúa como un alambre conectado a una batería, que transporta electrones desde otro punto de la superficie que tiene una concentración más baja de oxígeno, punto en el que el hierro metálico se oxida a iones hierro (II): Fe (s)  Fe2+ (ac) + 2 e- Fig.10: Esquema del proceso de corrosión Estos dos iones se difunden por la solución, y donde se juntan se forma hidróxido de hierro (II) insoluble: Fe2+ (ac) + 2 OH- (ac)  Fe(OH)2 (s) El óxido hidróxido de hierro (III) (herrumbre) es termodinámicamente más factible que hidróxido de hierro (II) en solución básica: Fe(OH)2 (s) + OH- (ac)  FeO(OH) (s) + H2O (l) + 2 e- ½ O2 (ac) + H2O (l) + 2 e-  2 OH- (ac) Como se ha mencionado, el hierro puede ser protegido de dos maneras: - Estañado: se aplica una capa delgada de estaño sobre el hierro. (Ver Metales representativos, Estaño: hojalata) - Galvanizado: Es un recubrimiento con cinc. En este caso, es el cinc el que actúa como ánodo, y se oxida primero. Así, aunque la capa sea dañada y el hierro quede expuesto, no será atacado, sin embargo, los productos galvanizados no pueden estar en contacto directo con los alimentos. 7. GRUPO 12: ZINC, CADMIO Y MERCURIO Los elementos del grupo 12 tienen orbitales d llenos en todos sus compuestos. Casi todos ellos son blancos, excepto cuando el anión es colorido. La única similitud real entre los elementos del grupo 12 y los metales de transición es la formación de complejos, sobre todo con ligandos como el amoniaco, los iones cianuro y los Página 15 de 21 iones halogenuro. Todos los metales, pero sobre todo el mercurio, tienden a formar compuestos covalentes más que iónicos. El zinc y el cadmio son muy similares en su comportamiento químico, tienen un número de oxidación de + 2 en todos sus compuestos simple y difieren marcadamente del mercurio. El mercurio exhibe números de oxidación de + 1 y +2, aunque el ion Hg+ en sí no existe; más bien, se forma el ion Hg22+ pero sus compuestos son pocos comunes. Por tener los enlaces metálicos más débiles conocidos, el mercurio es el único metal líquido a 20°C. El enlace débil del mercurio también hace que la presión de vapor a temperatura ambiente sea muy alta. Puesto que el vapor tóxico del metal se puede absorber a través de los pulmones, los glóbulos de mercurio derramados de los termómetros rotos son un peligro en el laboratorio de química tradicional. El mercurio es un líquido muy denso (13.5 g/cm-3) que se congela a -39 °C y hace ebullición a 357 °C 7.1. Principales compuestos y reacciones de interés Zinc metálico Es un metal blando, químicamente reactivo y anfótero. Reacciona con: Anfótero a- ácidos diluidos no oxidantes, para dar Zn2+: Zn (s) + 2 H+ (ac)  Zn2+ (ac) + H2 (g) b- álcalis en caliente, da un complejo soluble: Zn(s) + 2 OH-(ac) + 2 H2O(l) = H2(g) + [Zn(OH)4]2-(ac) c- ácido nítrico dil y frío, para dar Zn2+: 4 Zn(s) + 10 HNO3 (d,f)  NH4NO3(ac) + 4 Zn(NO3)2(ac) + 3 H2O (l) d- ácido nítrico conc y caliente, para dar Zn2+: Zn (s) + 4 HNO3 (c,c)  2 NO2 (g) + Zn(NO3)2 (ac) + 2 H2O (l) e- ácido sulfúrico conc y caliente, para dar Zn2+: Zn (s) + 2 H2SO4 (c,c)  SO2 (g) + ZnSO4 (ac) + 2 H2O (l) Sales Casi todas las sales de zinc son solubles en agua, y estas soluciones contienen el ion incoloro hexaacuozinc (II), [Zn(OH2)6]2+. Las sales sólidas a menudo están hidratadas; por ejemplo, el nitrato es un hexahidrato y el sulfato es un heptahidrato. Las sales de cinc son muy solubles y sus soluciones son en general incoloras y tienen reacción ácida como consecuencia del hidrólisis del catión cinc, que forma un hexahidrato: [Zn(OH2)6]2+(ac) + H2O ⇌ [Zn(OH2)5(OH)]1+(s) + H3O1+(ac) Las sales de Cd2+ son también, en solución, incoloras y algunas sales se comportan como electrolitos débiles por lo que la hidrólisis no es relevante. Las sales de mercurio (II) solubles son el cloruro, el nitrato y el sulfato, que por hidrólisis dan soluciones ácidas. Óxidos  Óxdo de cadmio, CdO: es un sólido blanco, insoluble en agua y sólo reacciona en medio ácido; es un óxido de comportamiento básico.  Óxido de mercurio(II), HgO: es un sólido amarillo anaranjado. Es insoluble en agua, pero soluble en ácidos no oxidantes; es, por lo tanto, un óxido básico. Se precipita cuando una solución de catión mercúrico se trata con un hidróxido alcalino: Hg2+(ac) + 2 OH-(ac)  HgO(s) + H2O(l) Página 16 de 21  Óxido de zinc, ZnO: es un sólido blanco, insoluble en agua. Reacciona con ácidos no oxidantes y también con hidróxidos alcalinos, por ser un óxido anfótero: ZnO (s) + 2H+ (ac)  Zn2+ + H2O (l) ZnO (s) +2 OH-(ac) + H2O (l)  [Zn(OH)4]2- (ac) Se utiliza como fuente de zinc en suplementos dietarios según la Lista de Referencia de Sales Minerales del Código Alimentario Argentino. Hidróxidos No existen los hidróxidos de mercurio (semejante en esto a la plata). Los hidróxidos de cinc y cadmio (ambos de color blanco) se precipitan con OH- provenientes de una solución de sus iones con un hidróxido alcalino o de una solución amoniacal. [Zn(OH2)6]2+(ac) + 2 OH-(ac)  Zn(OH)2 (s) + 6 H2O ó Zn2+(ac) ) + 2 OH-(ac)  Zn(OH)2 (s) [Cd(OH2)6]2+(ac) + 2 OH-(ac)  Cd(OH)2 (s) +6 H2O ó Cd2+(ac) + 2 OH-(ac)  Cd(OH)2 (s) El hidróxido de zinc es anfótero (al igual que el metal y su óxido). Con un exceso de ion hidróxido reacciona formando ion soluble tetrahidroxozincato (II), [Zn(OH)4]2-: Zn(OH)2 (s) + 2 OH- (ac)  [Zn(OH)4]2- (ac) Complejos  De cinc: son complejos estables, en general con índice de coordinación 4, con ligandos como amoníaco, anión hidróxido (como se ve en la reacción anterior), anión cianuro, aniones haluros. Si al precipitado de Zn(OH)2 también reacciona con exceso de amoniaco para dar una solución del ion incoloro tetraaminozinc (II), [Zn(NH3)4]2+: Zn(OH)2 (s) + 4 NH3 (ac, exc.)  [Zn(NH3)4]2+ (ac) + 2 OH- (ac) ´ O también partiendo de una sal soluble que contenga el ion Zn(II) con el agregado de un exceso de solución amoniacal se obtiene el mismo ion complejo: [Zn(OH2)6]2+(ac) +4 NH3 (ac, exc.)  [Zn(NH3)4]2+ (ac) + 6 H2O (ac)  De cadmio: son complejos semejantes a los de cinc. No forma complejo con el anión hidróxido, pero sí forma un complejo con solución amoniacal en exceso.  De mercurio: sus complejos más comunes son los de mercurio (II) con los aniones haluro, cianuro, sulfocianuro, con índice de coordinación, cuatro. No forma complejos con hidróxidos. Tampoco forma complejos con exceso de solución amoniacal, sino que forma un sólido blanco denominado cloruro amido mercúrico: HgCl2 (ac) + NH3 (ac) = HgNH2Cl (s) + HCl (ac) La capacidad del ion mercurio (II) de formar complejos sale a la luz al hacerlo reaccionar con halogenuros, siendo algunos de gran importancia en la química analítica. Por ejemplo, el anión complejo tetrayodomercuriato (II) que surge de la reacción de una solución de mercurio (II) con anión yoduro en exceso: Hg+2 (ac) + 4 I- (ac) = [Hg(I)4]-2 (ac) El anión complejo tetrayodomercuriato (II), principal componente del reactivo de Nessler, es empleado para la determinación de amoníaco y sales de amonio. Página 17 de 21 8. Definición de metales pesados y características generales En realidad, no existe una definición concreta para describir a los metales pesados, pero se refiere a ellos como un conjunto de elementos de carácter metálicos, incluyendo también algunos de sus compuestos, cierto número de elementos semimetálicos e incluso no metálicos, que tienen un alto grado de contaminación, toxicidad o ecotoxicidad. Los metales pesados no pueden ser degradados o destruidos, pueden ser disueltos por agentes físicos y químicos y ser lixiviados. Algunos forman complejos solubles y son transportados y distribuidos a los ecosistemas hasta incorporarse en la cadena trófica (suelo, agua, plantas, semillas y forrajes), primordialmente aquellos procedentes de áreas contaminadas. Sus características más comunes entonces son: persistencia, bioacumulación, biotransformación y elevada toxicidad, todo lo cual hace que se encuentren en los ecosistemas por largos periodos. Dentro de esta categoría, podemos encontrar varios metales de transición tal como: cobalto (Co), cobre (Cu), hierro (Fe), manganeso (Mn), cadmio (Cd), mercurio (Hg), cromo (Cr), molibdeno (Mo), níquel (Ni) y zinc (Zn). En general se considera, que estos metales son perjudiciales, pero muchos resultan esenciales en nuestra dieta y en algunos casos, su deficiencia o exceso puede conducir a problemas de salud, por ejemplo, el organismo requiere de hierro, cobalto, cobre, manganeso, molibdeno, vanadio, estroncio y zinc. Otros en cambio no cumplen una función fisiológica conocida, alteran la salud y es mejor evitarlos siempre. 8.1. Origen y distribución de los metales pesados estudiados Los metales pesados se encuentran en forma natural en la corteza terrestre; sin embargo, cuando se liberan en el ambiente por las actividades humanas pueden llegar a convertirse en contaminantes en el aire, agua superficial, subterránea, otros ambientes acuáticos y suelo. Las fuentes antropogénicas más importantes son: - la extracción de minerales, fundición y manufactura de metales utilizados para producir utensilios, herramientas, armas y ornamentos. - Las prácticas agrícolas por el uso de químicos para combatir plagas y fertilizar el suelo que aportan grandes cantidades de metales pesados como son cobre, cadmio, mercurio, cromo, arsénico, entre otros. - Otras actividades: fabricación de plásticos, recubrimientos anticorrosivos, alimentos, manufactura de plaguicidas, baterías, soldaduras, pigmentos, producción de acero, curtidoras de piel, entre otras. Un ejemplo local que permite relacionar las vías de ingreso al organismo con la fuente de emisión y las aplicaciones de los metales pesados, en paralelo con el riesgo de exposición es el que comenzara en el año 2010 en la provincia de Mendoza. Fue a partir de una industria que elaboraba cloro–álcali utilizando el método de la celda de cátodo de mercurio. En este proceso electrolítico se generaban “lodos” ricos en mercurio metálico que se acumulaban de forma deliberada y cuya disposición final se realizaba a través del sistema cloacal, el cual, luego de un tiempo, colapsó y se desbordó volcando todo el residuo acumulado hacia el Canal Cacique Guaymallén. Por este hecho se vieron afectadas las industrias que hacían uso de este recurso y las plantas potabilizadoras de agua Benegas y Alto Godoy que tuvieron que cesar su funcionamiento hasta que se culminaran las tareas de saneamiento y los análisis dieran como resultado que no existía riesgo alguno de contaminación. En ensayos posteriores sobre muestras de agua y suelo de puntos de muestreo a lo largo Página 18 de 21 del predio de la fábrica en tres años diferentes, se encontraron valores de mercurio que superaron los límites permitidos de varias legislaciones. A pesar del paso del tiempo sigue existiendo contaminación con mercurio en la zona debido a que este metal es capaz de movilizarse, de formar compuestos orgánicos, de bioacumularse y biomagnificarse en el ambiente. 8.2. Afectaciones para la salud Los metales pesados ocupan el quehacer del hombre en diversas ramas, por lo que no es de extrañar la prevalencia de enfermedades asociadas a estos elementos químicos y a sus compuestos. Las vías fundamentales de entrada de estos químicos al organismo, son la vía dérmica, por ingestión y por inhalación. La exposición a algunos metales pesados ha sido asociada a una gran variedad de efectos adversos sobre la salud, incluyendo el cáncer. A continuación, se resumen las principales enfermedades que provocan algunos de los metales pesados y los órganos y/o sistemas de órganos más afectados, así como las vías de entrada al organismo. MERCURIO - Vías de entrada al organismo: Ingestión de alimentos contaminados con mercurio orgánico (pescados que contienen metilmercurio, incluso arroz con metilmercurio) e inhalación de vapores de mercurio metálico. - Efectos para la salud: Las intoxicaciones pueden provocar temblores, gingivitis, alteraciones psicológicas y aborto espontáneo. Las exposiciones leves a los vapores están caracterizadas por pérdida de la memoria, temblores, inestabilidad emocional (angustia e irritabilidad), insomnio e inapetencia. A exposiciones moderadas, se observan desórdenes mentales y perturbaciones motoras, así como afecciones renales. Las exposiciones breves a altos niveles de vapor de mercurio pueden producir daños pulmonares y muerte. CADMIO - Vías de entrada al organismo: Ingestión de alimentos contaminados (pescados, cereales y mariscos), aunque también por el consumo de tabaco contaminado con cadmio presente en los fertilizantes fosfatados. La absorción gastrointestinal alcanza hasta un 5 % de la ingestión total de cadmio, mientras la absorción por los pulmones podría alcanzar hasta un 50 % del total. - Efectos para la salud: El cadmio se acumula en el organismo humano, fundamentalmente en los riñones, y causa hipertensión arterial. La absorción pulmonar es mayor que la intestinal, por lo cual el riesgo es mayor cuando el cadmio es aspirado. En humanos, la exposición prolongada se relaciona con la disfunción renal; también puede conducir a enfermedades pulmonares (se le ha relacionado con el cáncer de pulmón) y provocar osteoporosis en humanos y animales. Ha sido asociado con la aparición de cáncer en animales de experimentación y con casos de cáncer de próstata en humanos. COBRE - Vías de entrada al organismo: Ingestión de bebidas y alimentos contaminados e inhalación. - Efectos para la salud: La absorción del cobre es necesaria porque este es un elemento traza que es esencial para la salud de los humanos, pero mucho cobre también hace daño. La exposición profesional al cobre también suele ocurrir. En el ambiente de trabajo el contacto con cobre puede provocar la gripe conocida como la fiebre del metal. Exposiciones de largo periodo al cobre pueden irritar la nariz, la boca y los ojos y causar dolor de cabeza, de estómago, mareos, vómitos y diarreas. Una toma grande de cobre puede causar daño al hígado y los riñones e incluso la muerte. No ha sido determinado aún si el cobre es cancerígeno. Página 19 de 21 CROMO - Vías de entrada al organismo: Vía respiratoria, ingestión de bebidas y alimentos contaminados y a través de la piel, por contacto de esta con cromo o sus compuestos. La inhalación es la principal trayectoria de exposición al cromo. El Cr total es la principal corriente del humo del cigarro y varía entre 0,0002-0,5 μg/cigarro; el humo del tabaco ha sido señalado como otra importante vía de exposición en ambientes cerrados. - Efectos para la salud: El cromo III es un nutriente esencial para los humanos y la falta de este puede afectar el corazón y ocasionar trastornos metabólicos y diabetes, pero la toma en exceso también tiene sus efectos sobre la salud, como las erupciones cutáneas. El cromo hexavalente o cromo VI representa un peligro para la salud de los humanos, mayoritariamente para las personas que trabajan en las industrias del acero y textil. Entre los efectos que causa a la salud figuran las reacciones alérgicas y las erupciones cutáneas, además de irritación en la nariz y sangrado después de ser respirado. También ocasiona debilitamiento del sistema inmune, daño en los riñones e hígado, problemas respiratorios, alteración del material genético, malestar de estómago y úlceras, cáncer de pulmón y muerte. MANGANESO - Vías de entrada al organismo: La ingestión de alimentos es la principal trayectoria no ocupacional del manganeso. El intervalo estimado en el consumo diario es de 2-5 mg/día para adultos. La exposición ocupacional está basada fundamentalmente en la inhalación de polvos. - Efectos para la salud: La inhalación crónica por los humanos afecta básicamente el sistema nervioso (tiempo de reacción visual muy lento, deficiente firmeza de las manos y daño de las pestañas). Otro efecto no cancerígeno es el llamado "manganismo", caracterizado por una disfunción extrapiramidal y neurosiquiátrica. ZINC - Vías de entrada al organismo: Ingestión e inhalación de los llamados «humos de zinc», además de la vía dérmica por contacto con el óxido de zinc. - Efectos para la salud: la ingestión en exceso afecta negativamente la supervivencia de todos los mamíferos, incluyendo a los seres humanos, y produce variados trastornos de tipo neurológico, hematológico, inmunológico, renal, hepático, cardiovascular, de desarrollo y efectos genotóxicos. in embargo, su incorporación a la dieta en pequeños niveles es esencial. Página 20 de 21 9. BIBLIOGRAFÍA  Chang, R. (2010). Química 10ma edición. México: Mc Graw - Hill.  Chávez-Ramos, Kenia, & Bonilla-Martínez, Dalia. (2014). La formación de precipitados bajo el efecto de la acidez en el método de Mohr. Educación química, 25(4), 440-445. Recuperado en 31 de octubre de 2023, de http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2014000400006&lng=es&tlng=es  Hidalgo Togores, J. “tratado de Enología” Tomo I. (2011). 2da edición. 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