Atención: este experimento es peligroso y no debería ser realizado ni por inexpertos ni por especialistas que no dispongan de las medidas de seguridad adecuadas. La reacción es extremadamente enérgica y podría provocar un fuego con facilidad, ya que el metal fundido en llamas puede proyectarse a cierta distancia y alcanzar a personas y objetos.
El titanio es un metal ligero y resistente. Muchos objetos que empleamos en nuestra vida cotidiana y que hacemos de hierro u otros metales podríamos fabricarlos de titanio con muchas ventajas… si no fuera porque es un metal muy caro. ¿Y por qué es caro? ¿Porque es poco abundante? Nada de eso; el titanio es 100 veces más abundante en la Tierra que el cobre, aunque, claro, no se encuentra en estado nativo, sino químicamente combinado. Y lo utilizamos muchísimo, especialmente su óxido (TiO2): en pinturas, pasta de dientes, filtros solares, papel…
El problema con el titanio es que su metalurgia es complicada, y eso es lo que lo encarece. Convertir mineral de titanio en titanio metálico que nos permita fabricar, por ejemplo, una bicicleta, no es sencillo porque el metal se incendia (es decir, se combina con el oxígeno del aire para formar el óxido) a las altas temperaturas necesarias para fundirlo. Por eso, para refinarlo, forjarlo o soldarlo hay que ponerlo en el vacío o en atmósferas inertes, y eso resulta caro.
Todos esos inconvenientes podrían hacer pensar que es muy difícil obtener titanio por uno mismo. Y, sin embargo, es posible, si bien advertimos que el método que vamos a exponer es peligroso porque podría saltar metal fundido o piezas incandescentes a altísimas temperaturas (hasta 2300 oC) que fácilmente incendiarían lo que tocaran.
El procedimiento es sumamente sencillo: la reacción de la termita. La reacción de la termita consiste en la combinación de ciertos óxidos metales con aluminio en polvo. La más clásica es esta:
Fe2O3 + 2 Al ⟶ Al2O3 + 2 Fe
pero también es viable con óxido de titanio:
3 TiO2 + 4 Al ⟶ 2 Al2O3 + 3 Ti
Ahora ben, en la reacción con hierro se alcanza la temperatura suficiente como para que este se funda, pero no en la de titanio. Sin embargo, sí se consigue ese calor si se añade yeso de escayola el polvo (sulfato de calcio), que reacciona también con el aluminio. El titanio liquido formado cae al fondo del recipiente, donde se puede observar al rojo vivo durante un buen rato. Si además hemos añadido un fundente como la fluorita (fluoruro sódico) pulverizada, se recuperará mejor el titanio y este quedará más protegido del aire mientras se va enfriando.
¿Y qué recipiente casero utilizar? Una maceta de arcilla puede ir bien, pero se podría quebrar debido a la dilatación y el metal fundido se derramaría fuera de ella (como se ve en la primera imagen). Una solución es meter la maceta con los reactivos dentro de otra más grande, colocando arena entre ambas.
Finalmente, hay que decir que este método de obtención de titanio es un mero divertimento, y no un procedimiento rentable económicamente. El titanio obtenido sale carísimo.
Fuente: Popular Science.
