Alrededor de 1840, se formó una comisión de cinco científicos en la Académie des Sciences de Francia bajo la dirección del respetado Jean Baptiste Dumas [1] para informar sobre los métodos propuestos por el profesor de la Rive en Ginebra en la cita: "Hace tiempo que tengo la idea de si no es posible disolver el oro por medio de una corriente eléctrica de tal manera que el oro se deposite molécula a molécula sobre el objeto a dorar" [2] para dorar alambres de plata y platino mediante el proceso de inmersión.
Auguste Arthur de la Rive fue un físico suizo (1801-1873)El Ministerio de Finanzas francés también estaba muy interesado en este tema, ya que se temía que disminuyera la pureza de los metales oro y plata utilizados en las monedas francesas. El ministerio también esperaba poder evitar posibles fraudes con los nuevos y desconocidos procesos de la época. El dorado a partir de soluciones acuosas era especialmente prometedor y, por tanto, digno de investigación, ya que esta técnica no afectaba negativamente a la acuñación de la moneda [3].
Si hoy echamos la vista atrás y observamos lo que se desarrolló en el campo del chapado en oro y otros metales en aquella época, ésta puede describirse como un gran avance del chapado galvánico para aplicaciones industriales.
Hasta entonces, el proceso clásico utilizado para dorar metales como el hierro era el proceso de amalgama, en el que el objeto a recubrir se sumergía en mercurio que contenía el oro disuelto y luego se recubría con oro después de que el mercurio se hubiera evaporado mediante un tratamiento térmico posterior. Repitiendo el proceso, se podía aumentar el grosor de la capa de oro. El efecto tóxico sobre la salud humana era correspondientemente grande, de modo que los trabajadores de este medio enfermaban al poco tiempo y morían prematuramente, razón por la cual "en 1816 el Sr. Ravrio, impulsado por un noble sentido humanitario, concedió un premio a quien hiciera menos insalubre este arte, que él mismo practicó con distinción durante mucho tiempo" [4]. Así, en los primeros años del siglo XIX, se experimentó mucho para hacer posible el dorado a base de soluciones acuosas que, sin embargo, se basaban en la reacción de inmersión de la precipitación del oro precioso sobre un material de base. Como sabemos por nuestra experiencia actual, estos recubrimientos de oro no son resistentes a la corrosión y había que repintarlos en su momento.
Por ello, creció el interés por desarrollar una alternativa acuosa al proceso de amalgama con un recubrimiento de oro de grosor comparable. Esto impulsó a los investigadores a experimentar con la galvanoplastia mediante columnas voltaicas [1].
En esta época, Michael Faraday trabajaba en la electricidad y el efecto de la corriente eléctrica. Aún no existían unidades como la corriente eléctrica y el voltaje o la resistencia eléctrica. Éstas no se definieron hasta 1882 en la "Conferencia Eléctrica" de París. También fue entonces cuando se empezaron a definir términos como electrodos, ánodo, cátodo o electrolito. La corriente fluía del polo de zinc al polo de cobre o, más tarde, del polo positivo al polo negativo y daba lugar a una acumulación galvánica (deposición) en esta dirección. Más tarde se descubrió que los electrones fluyen exactamente en la dirección opuesta, lo que todavía hoy nos causa a los técnicos ocasionales problemas de confusión. Faraday [5, 6] sugirió lo siguiente al respecto:
"En lugar del nombre ... el autor (Faraday, nota del editor) sugiere el término electrod. Las superficies del cuerpo en descomposición, por las que entra y sale la corriente positiva de electricidad, se llaman Eisod, éstas Exod. Los cuerpos que se descomponen por la corriente eléctrica se llaman electrolitos, y cuando se descomponen electroquímicamente se dice que están electrolizados; las sustancias mismas, que en tales casos se liberan, se llaman cetodos, y los términos zeteisode y zetexode se usan según la sustancia vaya en una u otra dirección" [¡sic!].
George Richards Elkington, fundador autorizado de la galvanoplastia en Inglaterra (1801-1865 ) Uno de los principales problemas en el desarrollo de soluciones de dorado fue encontrar sales de oro adecuadas que pudieran disolverse de forma estable en el agua. Los experimentos más documentados se centraron en disolver oro en agua regia y convertirlo en una solución alcalina. Siguiendo este planteamiento, el clarividente y tenaz industrial George Richards Elkington comenzó a experimentar, cuyos resultados convirtió rápidamente en procesos utilizables. Su perspicacia para los negocios fue acompañada de una estrategia para patentar los procesos recién desarrollados y comprar todos los derechos de patente pertinentes en Francia e Inglaterra. En 1838 registró en varios países la patente 8447 (US741A [7]), que permitía el chapado técnico en oro sin corriente externa.
Casi simultáneamente, hacia 1840, el compositor y químico Henri-Catherine-Camille comte de Ruolz en Francia y el cirujano John Wright en Inglaterra trabajaban en la disolución del oro en medios cianurados, que el químico sueco Carl Wilhelm Scheele había publicado previamente en su "Disertación sobre el azul de Prusia" en 1783 con su observación de que el cianuro de oro insoluble puede disolverse en una solución de cianuro de potasio [1, 8]. Al darse cuenta de que el oro podía depositarse electrolíticamente sobre metales a partir de tales soluciones acuosas de oro utilizando las columnas de Volta, von Ruolz y Wright desarrollaron los primeros procesos de deposición galvánica de oro y otros metales basados en electrolitos de cianuro. Wright conoció a Elkington en 1840 y le vendió su desarrollo, que éste incluyó inmediatamente como añadido en una especificación de patente mejorada presentada previamente para el chapado con ayuda de corriente galvánica y presentada rápidamente en varios países como Inglaterra, Francia, Prusia y otros. Como resultado, la invención de Elkington se publicó el 8 de diciembre de 1840 y la de Ruolz el 19 de diciembre en Francia -con el mismo tema- con sólo 11 días de diferencia [3].
Pero volvamos al mencionado trabajo de la comisión del Ministerio de Hacienda francés, que se ocupaba de los procedimientos potencialmente adecuados para dorar las monedas [3]. La comisión ya conocía los métodos de dorado químico que Elkington ya practicaba en Francia e Inglaterra en aquella época. Por ello, Elkington envió a un agente a París para presentar a la Comisión su patente, que era comparable al proceso de Ruolz ya conocido por la Comisión, aunque había sido presentada en Francia unos días antes que la patente de Ruolz. La especificación de la patente y los productos presentados despertaron suficiente interés en la Comisión como para examinar también los procesos según las patentes de Elkington. No se trataba tanto de aclarar las cuestiones de derecho de patentes como de aportar pruebas de funcionalidad científica y técnica. Se hicieron demostraciones de los procesos ante la Comisión, y John Wright, el verdadero inventor de la patente de Elkington, viajó a París para las pruebas.
Todos estos procesos fueron sometidos a pruebas escrupulosas. El informe de la comisión de pruebas se dividió en tres partes; la primera trataba del proceso húmedo tal como lo utilizaba Elkington a "gran escala" (Elkington I), la segunda del proceso galvánico del mismo (Elkington II) y la tercera del proceso de von Ruolz (Ruolz). La fuente de alimentación era una columna Volta con "una disolución de cobre de ácido sulfúrico y sal común de 10° Baumé; se utilizaron 6 pares de placas, cada una con una longitud de lado de 2 decímetros".
Comparación entre el dorado al fuego y el dorado químico húmedo
En diciembre de 1841, la comisión informó sobre los resultados de la comparación de los procedimientos, no sólo en lo que se refiere a los experimentos de dorado, sino también a la deposición de otros metales. Se prestó especial atención a los espesores de capa alcanzados. El informe llegaba a las siguientes conclusiones:
ElkingtonI: El proceso químico no podía sustituir al dorado al mercurio en la mayoría de los casos, ya que el mejor dorado por este método, a 0,0422 g/cm2 de oro, no era tan bueno como el del peor dorado al mercurio, a 0,0428 g/cm2.
Elkington II: Según el informe sobre el proceso: "El Sr. Elkington toma 31,25 gramos de oro convertido en óxido, 500 gramos de potasa cianhídrica y 4 litros de agua, hierve el conjunto durante media hora, tras lo cual el líquido está listo para su uso. En los experimentos se doró latón, cobre y plata. Resultó que cada minuto se depositaban aproximadamente 0,05 g de oro. Tras seis pesadas consecutivas, se comprobó que la cantidad era siempre la misma en el mismo tiempo, por lo que ya no se continuó con el experimento. Así, el espesor de la capa de oro podía aumentarse a voluntad y medirse en función de la duración de la inmersión. El hecho de que el cianuro potásico fuera muy raro y caro en aquella época y, por tanto, se supusiera que el proceso era más caro que el dorado con mercurio fue un factor negativo en la evaluación.
La Comisión dedicó más tiempo a los numerosos procesos de von Ruolz y también se publicaron series de mediciones más completas, lo que sugiere una preferencia nacional por el trabajo de su propio ciudadano von Ruolz.
Del informe de la Comisión sobre von Ruolz: He aquí todas las pruebas:
"l) oro cian disuelto en cian potasio simple; 2) oro cian disuelto en hierro cian potasio amarillo; 3) oro cian disuelto en hierro cian potasio rojo; 4) oro clorado disuelto en los mismos compuestos cianados; 5) cloruro de oro clorado sódico disuelto en ácido carbónico bicarbonato sódico; 6) oro azufrado disuelto en azufre potasio neutro" estaban bien hechas y también mejor documentadas. Se obtuvieron muy buenos resultados con todos los sustratos habituales, como plata, cobre, latón y bronce [¡sic!].
Además, también se realizaron pruebas de recubrimiento localizado con barniz simple, con lo que se podía aumentar el grosor de la capa en las zonas descubiertas. Se doró un cuenco de latón de forma que pudiera resistir "a la perfección el ácido nítrico hirviendo".
Representación tabular de la serie de mediciones
Como ejemplo de una serie de mediciones, se pesó la muestra 12 veces a intervalos de 2 minutos a 35 °C y se determinó una cantidad depositada media de 0,0296 g. Se llegó a la conclusión de que estas cantidades depositadas eran bastante regulares y, en cuanto a la influencia de la temperatura, era claramente evidente que la velocidad de deposición aumenta con la temperatura del electrolito.
Publicación del premio En este tratado se dedicaron otros experimentos similares a la deposición de plata, platino, cobre, plomo, estaño, cobalto, níquel y zinc.
Seis meses más tarde, a mediados de 1842, la comisión de la Academia Francesa de Ciencias de París concedió el premio de 3.000 francos a de la Rive por la aplicación de la columna de Volta para el dorado de metales, 6.000 francos a Elkington por su método de dorado galvánico y también 6.000 francos a von Ruolz por "la aplicación industrial de una variedad de agentes doradores y plateadores" [9].
El tratado y la publicación de la comisión obtuvieron la aprobación internacional y fueron retomados por muchos descubridores de renombre como Becquerel, Fehling y Jacobi para optimizar sus procesos en consecuencia. Elsner llevó a cabo muchos de los experimentos descritos en el Königliches Gewerbe Institut de Berlín y publicó los resultados en su exhaustivo libro "Die galvanische Vergoldung und Versilberung, sowohl matt als glänzend, so wie die Verkupferung, Zinnung, Verbleiung, Verzinkung, Bronzierung, Verplatinierung und Vernickelung metallener Gegenstände auf demselben Weg" [10], que puede consultarse gratuitamente en línea a través de Google. Los Elkington, George Richards Elkington y su primo Henry, adquirieron con avidez otros derechos sobre patentes, incluido el proceso de dorado desarrollado por Werner von Siemens, y se enfrentaron en pleitos por largas disputas sobre patentes. La empresa Elkington de Birmigham se labró un nombre que fue reconocido hasta bien entrado el siglo XX. Los artículos de esta empresa siguen siendo muy cotizados en eBay, por ejemplo.
Bibliografía
[1] Hunt, L.B.: The Early History of Gold Plating, Gold Bulletin, V6, 1973, 16-27
[2] Rive, de la, A.A.: Ueber ein elektrochemisches Verfahren zum Vergolden des Silbers und Messings, Polytechnisches Journal, Vol. 76, 1840, 297-301
[3] Dumas, J.B.: Elkington's u. v. Ruolz's Verfahrungsarten zum Vergolden etc., Polytechnisches Journal, vol. 83, 1842, 125-145
[4] NN: Péligot, sobre el dorado por vía húmeda de Elkington, Polytechnisches Journal, vol. 82, 1841, 371-375
[5] NN: Investigaciones de Faraday sobre la electricidad, Polytechnisches Journal, vol. 52, 1834, 354-359
[6] NN: Suplemento a las investigaciones experimentales de Faraday sobre la electricidad, Polytechnisches Journal, Vol. 54, 1834, 223-224
[7] Patente estadounidense US741A, Espacenet, disponible en línea
[8] Williams, G.: Los cianuros del oro, Gold Bulletin, V11, 1978, 56-59
[9] NN: Premios concedidos por la Academia Francesa de Ciencias por los nuevos métodos de dorado, Polytechnisches Journal, Vol. 87, 1843, 154-155
[10] Elsner, L.: Die galvanische Vergoldung und Versilberung, sowohl matt als glänzend, so wie die Verkupferung, Zinnung, Verbleiung, Verzinkung, Bronzierung, Verplatinierung und Vernickelung metallener Gegenstände auf demselben Weg, Verlag Carl Friedrich Amelang, Berlin, 1843, 279
