Esta es una buena pregunta, ya que aborda una experiencia muy replicable y común con un hecho bien establecido pero aparentemente contradictorio. Como esperabas, el olor a metal no tiene nada que ver con el metal realmente llegando a tu nariz, ya que la mayoría de los metales tienen una presión de vapor demasiado baja a temperaturas ordinarias para permitir su detección directa. ¡De hecho, el olor característico del metal es causado por sustancias orgánicas!
Se ha centrado en el caso específico del olor a hierro (¡artículo de acceso gratuito!). Hay al menos dos formas en las que el hierro produce un olor metálico. En primer lugar, las sustancias ácidas son capaces de corroer el hierro y el acero, liberando átomos de fósforo y carbono presentes en el metal o aleación. Estos pueden reaccionar para formar compuestos organofosforados volátiles como metilfosfina ($\ce{H3CPH2}$) que tienen un olor a ajo/metálico en concentraciones pequeñas. Del artículo:
El olor metálico a “ajo” (ver Información de apoyo) del producto gaseoso de la disolución ácida del hierro fundido está dominado por estas organofosfinas. Medimos un umbral de olor extremadamente bajo para dos olores clave, metilfosfina y dimetilfosfina (6 y 3 ng de P/m³, respectivamente, olor a ajo metálico), por lo que pertenecen a los olores más potentes conocidos. La fosfina ($\ce{PH3}$) no es importante para este olor porque encontramos que tiene un umbral de detección de olor mucho más alto (>10⁶ ng/m³). Un atributo de olor a "carburo de calcio" (o "cal quemada/cemento") del olor "ajo" general es probablemente causado por hidrocarburos insaturados (alquinos, alquadienos) que están relacionados con un alto contenido de carbono del hierro (Tabla 1, ver Información de apoyo).
Además, resulta que los iones de $\ce{Fe^{2+}}$ (pero no de $\ce{Fe^{3+}}$) son capaces de oxidar sustancias presentes en los aceites producidos por la piel, a saber, peróxidos lipídicos. Una pequeña cantidad de iones de $\ce{Fe^{2+}}$ se producen cuando el hierro entra en contacto con ácidos en el sudor. Estos descomponen los aceites liberando una mezcla de cetonas y aldehídos con cadenas de carbono entre 6 y 10 átomos de longitud. En particular, la mayor parte del olor a metal proviene de la cetona insaturada 1-octen-3-one, que tiene un olor fúngico/metálico incluso en concentraciones tan bajas como $1\ \mu g\ m^{-3}$. En resumen:
La piel sudorosa corroe el metal de hierro para formar iones de $\ce{Fe^{2+}}$ reactivos que se oxidan en segundos a iones de $\ce{Fe^{3+}}$ mientras simultáneamente reducen y descomponen los peróxidos lipídicos de la piel en hidrocarburos carbonílicos olorosos que se perciben como un olor metálico.
En la información adicional para el artículo (también de acceso gratuito), los autores describen experimentos realizados con otros metales, incluido el cobre:
Comparación del metal de hierro con otros metales (cobre, latón, zinc, etc.): Cuando se contactó la piel con metal de cobre sólido o latón (aleación de cobre y zinc) en lugar de hierro, se produjo un olor metálico similar y un patrón de picos de GC de hidrocarburos carbonílicos. Se detectó hasta un μmole/dm² de ion cúprico monovalente [$\ce{Cu+}$] como producto de corrosión (Figuras de Apoyo S3 a S6). El zinc, un metal que forma $\ce{Zn^{2+}}$ pero no $\ce{Zn+}$ estable, dudaba en formar olor metálico, excepto en caso de fricción muy fuerte del metal con la piel (que podría producir $\ce{Zn+}$ metaestable). El uso de pruebas de color comunes para demostrar directamente en la piel de la palma humana la presencia de iones de baja valencia (férricos y cúpricos) procedentes de la corrosión de aleaciones de hierro, cobre y latón se muestra en la Figura de apoyo S6. El polvo de alúmina frotado en la piel no produjo compuestos odoríferos significativos. Estos resultados proporcionan evidencia adicional de que no es la evaporación del metal, sino la reducción y descomposición de peróxidos lipídicos de la piel por iones de baja valencia metálicos lo que produce los compuestos odoríferos.
Los últimos párrafos del artículo resumen los hallazgos:
En conclusión: 1) El típico olor metálico a "moho" del metal de hierro al tocar la piel (epidermis) es causado por compuestos carbonílicos volátiles (aldehídos, cetonas) producidos a través de la reacción de peróxidos de la piel con iones ferrosos ($\ce{Fe^{2+}}$) que se forman en la corrosión mediada por el sudor del hierro. Superficies de metal que contienen iones de $\ce{Fe^{2+}}$, óxido, agua potable, sangre, etc., pero también cobre y latón, dan lugar a un olor similar al ponerse en contacto con la piel. La capacidad humana para detectar este olor probablemente sea el resultado de la evolucionada pero en gran parte latente capacidad de oler la sangre ("olor a sangre").
- El olor metálico de "ajo-carburo" de fósforo y hierro rico en carbono fundido y acero bajo ataque ácido, está dominado por organofosfinas volátiles. La corrosión del hierro fundido es una fuente ambiental de compuestos C-P que pueden llevar a confusiones en la verificación y monitoreo de la Convención sobre Armas Químicas (ver también ref. [15])
Por cierto, esta puede ser la razón por la que a veces las personas recomiendan quitar los olores fuertes de las manos frotándolas contra un objeto de metal. Si bien probablemente no funcione para algunos metales y para algunos compuestos de olor fuerte, es posible que el metal catalice la descomposición de las sustancias malolientes en otras menos intensamente olorosas.
Puedes leer un poco más en este artículo de prensa sobre el estudio.
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He buscado una respuesta desde siempre (pero especialmente con el hierro). Mientras tanto, he estudiado química. Y todavía sigo buscando una respuesta (asumí que el polvo y la mucosa corporal juegan un papel). ¡Ahora comienzo a desplazarme hacia abajo con esperanza :)