Come trasformare il piombo in oro

Prima che la chimica fosse una scienza, c'era alchimia. Una delle ricerche supreme degli alchimisti era trasmutare (trasforma) piombo in oro.

Condurre (numero atomico 82) e oro (numero atomico 79) sono definiti come elementi dal numero di protoni che possiedono. La modifica dell'elemento richiede la modifica del numero atomico (protone). Il numero di protoni in un elemento non può essere modificato con alcun mezzo chimico. Tuttavia, la fisica può essere usata per aggiungere o rimuovere protoni e quindi cambiare un elemento in un altro. Poiché il piombo è stabile, costringerlo a rilasciare tre protoni richiede un vasto apporto di energia, al punto che il costo della sua trasmutazione supera di gran lunga il valore di qualsiasi oro risultante.

La trasmutazione del piombo in oro non è solo teoricamente possibile: è stata raggiunta! È stato riferito che Glenn Seaborg, premio Nobel per la chimica nel 1951, è riuscito a trasmutare un minuto quantità di piombo (sebbene possa aver iniziato con il bismuto, un altro metallo stabile spesso sostituito al piombo) in

Oggi, gli acceleratori di particelle trasmettono abitualmente elementi. Una particella carica viene accelerata usando campi elettrici e magnetici. In un acceleratore lineare, le particelle cariche si spostano attraverso una serie di tubi carichi separati da spazi vuoti. Ogni volta che la particella emerge tra gli spazi vuoti, viene accelerata dalla potenziale differenza tra segmenti adiacenti.

In un acceleratore circolare, i campi magnetici accelerano le particelle che si muovono in percorsi circolari. In entrambi i casi, la particella accelerata ha un impatto su un materiale bersaglio, potenzialmente colpendo protoni o neutroni liberi e creando un nuovo elemento o isotopo. I reattori nucleari possono anche essere usati per creare elementi, sebbene le condizioni siano meno controllate.

In natura, vengono creati nuovi elementi aggiungendo protoni e neutroni agli atomi di idrogeno all'interno del nucleo di una stella, producendo elementi sempre più pesanti, fino al ferro (numero atomico 26). Questo processo si chiama nucleosintesi. Gli elementi più pesanti del ferro si formano nell'esplosione stellare di una supernova. In una supernova, l'oro può essere trasformato in piombo, ma non viceversa.

Sebbene non sia mai banale trasformare il piombo in oro, è pratico ottenere oro dai minerali di piombo. I minerali galena (solfuro di piombo, PbS), cerussite (carbonato di piombo, PbCO)₃) e anglesite (solfato di piombo, PbSO₄) spesso contengono zinco, oro, argento e altri metalli. Una volta polverizzato il minerale, sono sufficienti tecniche chimiche per separare l'oro dal piombo. Il risultato è quasi l'alchimia.