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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS
1
ELEMENTOS NATIVOS
07/05/2014
2014MÉTODO DE ENTIBACIÓN CON MADERA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE
CAJAMARCA
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
E.A.P. INGENIERIA DE MINAS
“ELEMENTOS NATIVOS Y COMPUESTOS INTERMÉTALICOS”
INTEGRANTES DEL EQUIPO N°01 DE TRABAJO:
CABRERA BOÑON, RUTH ISABEL
GOICOCHEA CUZCO, JONATAN DAVID
SANGAY VÁSQUEZ, CARMEN ROSA
UGAZ CASTAÑEDA, CESAR AUGUSTO
DOCENTE: Ing. MARTÍN ZEGARRA DÍAZ
CICLO : V
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………. 01
RESUMEN…………………………………………………………………………. 02
ABSTRACT………………………………………………………………………….. 04
OBJETIVOS………………………………………………………………………… 06
MARCO TEÓRICO………………………………………………………………… 07
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CAPITULO I: GENERALIDADES………………………………………… 07Definición……………………………………………………………………... 07Clasificación…………………………………………………………………… 07
CAPITULO II: METALES…………………………………………………..Grupo del oro…………………………………………………………………. 09- Oro………………………………………………………………...……… 10- Plata………………………………………………………………………. 11- Cobre…………………………………………………………….………… 14
Grupo del platino…………………………………………………………….. 16- Platino……………………………………………………………………. 16- Paladio…………………………………………………………………… 17
Grupo del osmio y del rutenio……………………………………………….19- Osmio……………………………………………………………………... 20- Rutenio…………………………………………………………………… 21
Grupo del hierro……………………………………………………………… 23- Hierro nativo…………………………………………………………….. 23- Tantalio…………………………………………………………………… 25- Aleación de hierro – níquel……………………………………………. 26- Mercurio nativo0…………………………………..…………………….. 28
CAPITULO III: SEMIMETALES…………………………………………. 30Arsénico……………………………………………………………………….. 30Antimonio……………………………………………………………………… 31Bismuto………………………………………………………………………… 33
CAPITULO IV: NO METALES…………………………………………… 35Grupo del Azufre…………………………………………………………….. 35Grupo del carbono…………………………………………………………… 38- Diamante……………………………………………………………….. 38- Grafito…………………………………………………………………… 40
CONCLUSIONES………………………………………………………………….. 42
LINKOGRAFÍA…………………………………………………………………….. 43
ANEXOS
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INTRODUCCIÓN
Desde que el ser humano apareció en la faz de la tierra, empezó a utilizar
los elementos de su alrededor para facilitar su estilo de vida, desde la
utilización de las rocas para moler hasta la rocosas de la superficie
terrestre como los minerales y esto ha permitido saber sus
composiciones y las posibles utilizaciones en favor de la sociedad, tal
como lo es utilización de los recursos para crear nuevas tecnologías,
como sabemos la geología acompañada de la mineralogía nos permite
estudiar de forma más detallada los elementos la minería; es por esto
que en el presente trabajo monográfico nos enfocaremos en el estudio de
una clasificación de los minerales, la cual es “Elementos Nativos” en la
que estudiaremos el origen, las características y/o propiedades de los
seis grupos existentes en dicha clasificación, tal como es la del oro,
hierro y platino, osmio-rutenio, semimetales, azufre y carbono, además
que mencionaremos las minas existentes en Perú donde ese exploten
los minerales de dicha clasificación.
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RESUMEN
Como sabemos en la rama de la mineralogía, los minerales se han
clasificado basado en su composición química de la siguiente manera:
- CLASES: Según anión o grupo aniónico dominante ej. sulfuros,
silicatos.
- FAMILIAS: Subdivisión por tipo químico ej.: Sulfuros de cobre
- GRUPOS: Subdivisión por similitud cristalográfica y Estructural
- ESPECIES: Pueden formar series. Formula definida o entre límites
definidos ej. serie de las plagioclasas, o fórmula definida ej. Calcopirita
Cu Fe S2.
- VARIEDADES: Una especie puede tener diversas variedades (dada
por impurezas).
En esta oportunidad solo nos centraremos en una clase de los
minerales, la cual es “Elementos Nativos”, en la cual veremos cada uno
de los grupos que conforman esta clase como el grupo del carbono, oro,
hierro, osmio-rutenio, semimetales, azufre y carbono; los cuales en
conjunto se pueden agrupar en metales, semimetales y no metales con
el fin de lograr un aprendizaje significativo del mismo.
Una de las pregunta que el lector se debe plantear en estos momentos
es ¿qué es un elemento nativo?, la pregunta es clara y concisa, como
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sabemos los minerales son compuestos químicos inorgánicos de
composición química definida; por ejemplo si mencionamos el mineral
calcopirita éste ya posee una fórmula química establecida, basada en
los elementos que posee (Cu Fe S2) y si nos damos cuenta en su
composición posee el elemento azufre(S) por tal motivo
establecemos que pertenece a la clase de los sulfuros, así
sucesivamente si hablamos de un mineral óxido es porque posee
oxígeno en sus componentes, pero en el caso nuestro hablamos de
elementos nativos es decir elementos de composición química pura si
mencionamos el oro nativo estaríamos hablando de un mineral
conformado únicamente de oro(Au) , pero es oportuno mencionar que
estos minerales pueden contener impurezas en la roca sin embargo
estas impurezas no afectan su composición química y además dichas
impurezas pueden ser eliminadas mediante procesos metalúrgicos.
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ABSTRACT
As we know in the field of mineralogy, minerals are classified based on their
chemical composition as follows:
- CLASS: According dominante anion or anionic group eg. sulfides, silicates.
- FAMILIES: Branch by chemical type eg copper sulphides.
- GROUPS: Branch by crystallographic and structural similarity
- SPECIES: Can form series. Formula defined or defined boundaries between
eg. plagioclase, or defined formula eg. Chalcopyrite (Cu Fe S2)
- VARIETY: A species can have several varieties (given by impurities).
This time we only focus on a class of minerals, which is "Native Elements", in
which we will see each of the groups that make up this class as the group of
carbon, gold, iron, osmium, ruthenium, semimetals, sulfur and carbon; which can
be grouped together in metals, semimetals and nonmetals in order to achieve
meaningful learning thereof.
One question the reader must ask right now is what is a native element,
the question is clear and concise, as we know the minerals are inorganic
chemical compounds of definite chemical composition? ; for example if
it mentioned the mineral chalcopyrite and has a chemical formula
established based on the items you own (Cu Fe S2 ) and if we realize in
its composition has the element sulfur ( S ) for this reason establish that
belongs to the class of sulphides , so on if we speak of an oxide mineral
is because it has oxygen in its components , but in our case we speak of
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pure native elements ie elements chemistry if we mention native gold
we are talking about a mineral consisting only of gold (Au ) , but it is
worth mentioning that these minerals may contain impurities in the rock
but these impurities do not affect its chemical composition and also
these impurities can be removed by metallurgical processes.
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OBJETIVOS
Objetivo General
Adquirir aprendizajes significativos concernientes a la clasificación de
los minerales como “Los Elementos Nativos”.
Objetivos Específicos
Aprender a reconocer el azufre nativo a partir de las
características físicas así como de su locación.
Aprender a reconocer el hierro nativo a partir de sus
propiedades físicas presentes en este elemento.
Aprender a reconocer los elementos del grupo del Platino
basados en sus propiedades y apariencia.
Aprender a reconocer a los elementos del grupo del
arsénico, así como también algunas de sus propiedades,
características y aplicaciones que se les da.
Conocer los usos en la industria que se le da al osmio y al
rutenio.
Conocer los minerales que están dentro del grupo del
carbono.
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CAPÍTULO I: GENERALIDADES
1.1. DEFINICIÓN
El grupo de minerales que componen este grupo están constituidos
por un solo elemento. Se encuentran en estado nativo en la
naturaleza, son un grupo poco numeroso con propiedades muy
dispares, desde los muy blandos como el azufre hasta los de
extremada dureza como el diamante, mineral más duro que se
encuentra en la naturaleza.
1.2. CLASIFICACIÓN
En estado nativo sólo se encuentran alrededor de 20 elementos,
con excepción de los gases libres.
Estos elementos se pueden dividir en:
1.2.1. Metales: Presentan estructuras sencillas, del sistema cúbico
y se dividen en los siguientes grupos:
1.2.1.1. Grupo del Oro: Oro, Plata, Cobre y Plomo.
1.2.1.2. Grupo del Platino: Platino, Paladio, Iridio y Osmio.
1.2.1.3. Grupo del Hierro: Hierro, Ferroníquel, Mecurio, Tántalo,
Estaño y Zinc.
1.2.2. Semimetales:
1.2.2.1. Grupo del Arsénico: Arsénico, Antimonio, Bismuto,
Selenio y Teluro.
1.2.3. No Metales:
1.2.3.1. Grupo de Azufre: Azufre (ortorrómbico).
1.2.3.2. Grupo del Carbono: Grafito (hexagonal) y Diamante
(cúbico).
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TABLA N°01:
Grupo Mineral Fórmula
MetalesGrupo del oro Oro Au
Plata Ag
Cobre Cu
Grupo del platino Platino Pt
Grupo del Osmio y
Rutenio
Osmio Os
Rutenio Ru
Grupo del hierro Hierro Fe
Kamacita Fe, Ni
Taenita Fe, Ni
Mercurio Hg
Semimetales
Grupo del arsénico Arsénico As
Antimonio Sb
Bismuto Bi
No metales
Azufre S
Grupo del
Carbono
Diamante C
Grafito C
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CAPÍTULO II: METALES
2.1. GRUPO DEL ORO
2.1.1. DEFINICIÓN
El Au y el Ag poseen unos radios atómicos iguales que dan lugar a la
existencia de una solución sólida completa entre estos dos minerales
nativos. Por el contrario el radio atómico del cobre es menor) por lo
que la solución sólida de cobre en oro y plata es limitada.
El cobre nativo, a su vez, apenas presenta trazas de Au y Ag en
solución sólida.
Al tener unas estructuras cristalinas comunes los minerales de este
grupo poseen propiedades similares. Son todos ellos relativamente
blandos, maleables, dúctiles y séctiles. Como consecuencia de sus
enlaces de tipo metálico son, igualmente, excelentes conductores
térmicos y eléctricos, tienen brillo metálico y unos puntos de fusión
relativamente bajos.
CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES FÍSICAS
Son blandos, maleables, dúctiles, séctiles.
Presentan brillo metálico, salvo alteraciones, más o menos
superficiales, como ocurre con el cobre que se carbonata y se
oxida al aire.
Presentan bajos puntos de fusión, como consecuencia de la
debilidad de sus enlaces: Au (1064.4ºC), Ag (961.9ºC), Cu
(1083.4ºC), Pb (327.5ºC).
Por presentar sus átomos un empaquetamiento hexagonal
compacto, tienen densidades altas: Au (19,3 g/cc), Ag (10.5 g/cc),
Cu (8.9 g/cc), Pb (11.4 g/cc).
Al tener radios atómicos parecidos (aproximadamente 1.44 Å), el
oro y la plata pueden formar soluciones sólidas, mezclándose
totalmente. El electrum es una aleación de Au y Ag.
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2.1.2. ORO
Fórmula química : Au
Clase : Elemento nativo
Subclase : Metal
Etimología : Deriva de la palabra latina "aurum"
(brillo)
Sistema : Cúbico
Propiedades físicas:
Color : Amarillo propio
Raya : Amarilla brillante
Brillo : Metálico
Dureza : 2,5
Densidad : 19,3 g/cm3
Fractura : Ganchuda, astillosa
Exfoliación : Sin exfoliación
Tenacidad : Muy dúctil y maleable
Aspecto y características:
Masivo, en concreciones, alambres, placas, hojas, granos,
escamas, pátinas y diseminaciones a veces microscópicas,
chapas reticuladas, plumosas, grupos arborescentes,
frecuentemente en pepitas. Los cristales bien formados no son
frecuentes en el oro. El oro es buen conductor del calor y también
de la electricidad. El punto de fusión es 968ºC. Insoluble en los
ácidos pero soluble en agua regia, cianuro potásico y también en
mercurio.
Química:
Es oro puro. Presenta solución sólida frecuente con plata.
También se pueden encontrar trazas de hierro, bismuto, cobre,
plomo, estaño, zinc y los metales del grupo del platino. Cuando el
porcentaje de plata es superior a 20%, se denomina Electrum.
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Forma de presentarse:
En forma cristalizada se encuentra en cristales octaédricos. La
forma más corriente de presentarse es en masas arborescentes,
con cristales alargados en la dirección del eje ternario; también
diseminado en capas aplastadas, escamoso o macizo. La forma
más frecuente para placeres es la llamada "pepita", masas
macizas redondeadas por el rodamiento, que pueden variar de
tamaño.
Paragénesis:
El oro de mina (yacimientos primarios) tiene generalmente como
ganga predominante el cuarzo; también puede ser calcita,
ankerita, albita, apatito, turmalina, hornblenda y en ocasiones
zeolitas.
Aplicaciones: Fabricación de monedas, reservas monetarias, joyería,
medicina, aparatos de física, electrónica, aeronáutica. Las finísimas
láminas llamadas “panes de oro” se usan en decoración.
2.1.3. PLATA
Fórmula química : Ag
Clase : Elemento nativo
Subclase : Metal
Etimología : El símbolo Ag procede de argentum, plata,
en
latín
Sistema :Cúbico
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Propiedades físicas:
Color : Blanco de plata, a veces ennegrecido o
amarillento por alteración
Raya : Blanca típica muy brillante
Brillo : Metálico
Dureza : 2.5 a 3
Densidad : 10.5 g/cm3
Óptica : Opaco
Fractura : Ganchuda o astillosa
Exfoliación : Sin exfoliación
Tenacidad: Dúctil y maleable
Aspecto y características:
Masiva, dendrítica, musgosa, arborescente, ramosa, filamentosa,
en placas, escamas, esquelética o cristalizada del sistema cúbico
con hábito generalmente octaédrico, a veces con hermosas
ramificaciones de característico color blanco plateado (cuando el
mineral está superficialmente alterado tendría una coloración gris o
negruzca). Funde a 960ºC. Conductora del calor y la electricidad.
Soluble en ácido nítrico.
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Química:
Va asociada a cobre y oro, aunque es plata pura. Menos
frecuentemente, se presenta en aleación con el mercurio, platino,
antimonio y bismuto. La solución sólida de plata y mercurio se
denomina Amalgama.
Forma de presentarse:
Muy raramente presenta los cristales que tienden al hábito
octaédrico. Habitualmente forma grupos ramosos, arborescentes e
hilamentosos, en placas y escamas o también masivo, rellenando
fracturas y vetas.
Paragénesis:
Yacimientos hidrotermales en asociación con:
- Sulfuros, ceolitas, calcita, barita.
- Arseniuros y sulfuros de cobalto, níquel y plata y con
bismuto nativo.
- Con uraninita y minerales de cobalto y níquel
Zonas de oxidación de los depósitos de minerales de plata.
Generalidades:
La plata es un elemento químico de número atómico 47 situado en
el grupo 1b de la tabla periódica de los elementos.
Tiene la más alta conductividad eléctrica de todos los metales,
incluso superior a la del cobre, el conductor por excelencia, pero su
mayor precio ha impedido que se utilice de forma masiva en
aplicaciones eléctricas.
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La pureza de la plata de mejor grado contiene al menos 99,9% de
plata pudiéndose alcanzar purezas del 99,999%.Se denomina plata
de ley aquella en la que el metal precioso entra en su composición
en la cantidad mínima fijada por la legislación vigente; dicha
cantidad, expresada en tanto por mil en peso, o milésimas, se
denomina «ley
Aplicaciones:
Como aleación en la fabricación de monedas, electrotecnia,
orfebrería, objetos de adorno, placas y trofeos deportivos,
fotografía, medicina, etc.
2.1.4. COBRE
Fórmula química : Cu
Clase : Elemento nativo
Subclase : Metal
Etimología : De Cuprus (Siria), donde
fue encontrado por primera vez.
Sistema : Cúbico
Propiedades físicas :
Color : Rojo propio con patinas negras o verdosas
Raya : Rojo metálico
Brillo : Metálico
Dureza : 2.5 a 3
Densidad : 8.9 g/cm3
Óptica : Opaco
Fractura : Astillosa
Exfoliación : Sin exfoliación
Tenacidad : Dúctil y maleable
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Aspecto y características:
Masivo y en cristales del sistema cúbico, hábito octaédrico, cúbico
o rombododecaédrico, en ocasiones deformados, a menudo
maclado, filamentoso, dendrítico. Funde a los 1083 ºC. Es muy
soluble en ácidos.
Química:
Es cobre puro, con pequeñas cantidades de plata, bismuto,
mercurio, arsénico y antimonio.
Forma de presentarse :
Los más frecuentes son los grupos dendríticos arborescentes, pero
aparece también cristalizado, siendo el octaedro la forma más
frecuente en la que se presenta.
Génesis:
En la zona de oxidación de los depósitos de cobre. Los yacimientos
primarios están asociados a lavas basálticas, donde el nativo cobre
aparece como resultado de reacción de soluciones hidrotermales
con minerales de óxidos de hierro.
Paragénesis:
Ag, azurita, malaquita, cuprita, etc.
Generalidades:
El cobre es un elemento químico, de símbolo Cu y número atómico
29. Se trata de un metal de transición de color rojizo que junto con
la plata y el oro forman la llamada familia del cobre. Es un metal
conocido desde el Neolítico. Una de sus mejores propiedades físicas
es que es muy buen conductor de la electricidad, lo cual junto a su
gran ductilidad lo hace la materia prima que más se utiliza para
fabricar cables eléctricos.
El cobre es un metal duradero y reciclable de forma indefinida sin
llegar a perder sus propiedades mecánicas. Después del acero y del
aluminio es el metal más consumido en el mundo.
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Yacimiento:
En zonas de cementación o enriquecimiento supergénico de
minerales de Cu donde se forma por reducción.
Empleo:
Como la mena de cobre de importancia menor, la mayor parte de
este metal se extrae de los sulfuros de cobre. El empleo principal
de cobre metal es como hilo para conductores eléctricos. También
se utiliza para aleaciones, como el latón, bronce y otros.
2.2. GRUPO DEL PLATINO
2.2.1. DEFINICIÓN
Los metales del grupo platino se destacan por sus propiedades
como catalizadores. Son muy resistentes al desgaste y a las
manchas, por lo que el platino, en particular, es muy adecuado para
la joyería fina.
Otras características distintivas incluyen la resistencia al ataque
químico, excelente resistencia a las altas temperaturas y
propiedades estables a la electricidad. Todas estas propiedades han
sido aprovechadas para su uso en la industria.
Esta familia comprende al paladio, el osmio, el iridio y el platino.
Ellos tienen propiedades físicas y químicas similares, y tienden a
aparecer juntos en los mismos yacimientos de minerales.
Veamos a cada uno de ellos.
2.2.2. PLATINO
Es un elemento
químico de número
atómico 78, situado en el
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grupo 10 de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Pt.
Se trata de un metal de transición blanco grisáceo, precioso,
pesado, maleable y dúctil. Es resistente a la corrosión y se
encuentra en distintos minerales, frecuentemente junto
con níquel y cobre; también se puede encontrar como metal.
Se emplea en joyería, equipamiento de laboratorio, contactos
eléctricos, empastes y catalizadores de automóviles.
Cuando está puro, de color blanco grisáceo, maleable y dúctil. Es
resistente a la corrosión y no se disuelve en la mayoría de los
ácidos, aunque es posible disolverlo usando agua regia dando
el ácido cloroplatínico.
Su
aspecto es en laminillas, pepitas, granos y raramente cristalizado en el
sistema cúbico. Hábito en octaedros, cubos, tetraquishexaedros y
combinaciones de ellos. Funde a 1775ºC. Inatacable por los ácidos.
2.2.3. PALADIO
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Fórmula química Pt
Sistema Cubico.
Composición 100% Pt pudiendo contener pequeñas cantidades de
Fe, Sn, Pd, Ni, Ir, Rd, Ru o Cu.
Peso específico 14-19 g/cm3
Dureza 4 - 4,5
Color Gris acero
Raya Gris oscuro
Brillo Metálico
Transparencia Opaca.
Fractura Rugosa.
Exfoliación Nula.
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Es un metal de transición del grupo del platino, blando, dúctil,
maleable y poco abundante. Se parece químicamente al platino y se
extrae de algunas minas de cobre y níquel. Se emplea
principalmente como catalizador y en joyería. Se encuentra en
muchos productos electrónicos como computadoras, teléfonos
móviles, condensadores de múltiples capas de cerámica,
revestimiento de componentes de baja tensión, contactos eléctricos
y televisores SED/OLED/LCD.
El paladio se usa también en odontología, medicina, purificación de
hidrógeno, aplicaciones químicas, y en el tratamiento de aguas
subterráneas. El paladio desempeña un papel clave en la tecnología
utilizada para las pilas de combustible, que
combina hidrógeno y oxígeno para
producir electricidad, calor y agua.
Los depósitos de mineral de paladio y otros metales del grupo del
platino son raros, y los yacimientos más extensos se ubican en
Sudáfrica, Estados Unidos, Canadá, y Rusia. Además de la minería,
el reciclaje es también una fuente de paladio.
De color blanco parecido al platino. No se oxida con el aire, y es el
elemento del grupo del platino de menor densidad y menor punto de
fusión. Es blando y dúctil al templarlo, aumentando
considerablemente su dureza, aumenta considerablemente
su resistencia y resistencia al trabajarlo en frío cuando
su temperatura es baja. Puede disolverse en ácido sulfúrico, H2SO4,
y en ácido nítrico, HNO3. También se puede disolver, aunque
lentamente, en ácido clorhídrico (HCl) en presencia de cloro u
oxígeno.
Este elemento puede absorber grandes cantidades de hidrógeno
molecular, H2, a temperatura ambiente (hasta 900 veces su
volumen), lo cual se usa para purificarlo. Los estados de
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oxidación más comunes del paladio son +2 y +4 aunque también
puede hallarse en los estados de oxidación 0 y +1 en algunos
compuestos.
Si bien, en un principio se pensó en +3 como uno de los estados de
oxidación del paladio fundamentales, no hay evidencia de paladio en
estado de oxidación +3, lo que ha sido investigado a través de la
difracción de rayos X para un número de compuestos, lo que indica
un dímero de paladio (II) y paladio (IV) en su lugar. Recientemente,
los compuestos con un estado de oxidación de +6 fueron
sintetizados.
Algunas de sus propiedades físicas son:
Densidad (g/ml) :12,0
Punto de ebullición (ºC) :3980
Punto de fusión (ºC): 1552
2.3. GRUPO DEL OSMIO Y DEL
RUTENIO
2.3.1. DATOS GENERALES:
2.3.1.1. Estado natural y abundancia
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Rutenio y Osmio.-Se encuentran en estado metálico junto con
otros metales de la mena del platino y los metales de acuñar.
2.3.1.2. Propiedades químicas
El estado de oxidación Para el Ru +3 y para Os +4.
El Ru y Os son metales nobles menos reactivos. Son muy
resistentes al ataque de los ácidos.
2.3.1.3. Métodos de preparación
Ru y Os: se obtienen a partir de los concentrados de platino que
resultan como lodos anódicos en el afino electrolítico del níquel.
2.3.2. OSMIO
El osmio es un elemento químico de número atómico 76 que se
encuentra en el grupo 8 de la tabla periódica de los elementos, tiene
una dureza de 7 en la escala de Mohs y su estructura cristalina es
hexagonal. Su símbolo es Os.
Se clasifica dentro del grupo del platino, y se emplea en algunas
aleaciones con platino e iridio. Se encuentra aleado en menas de
platino. El osmio es el elemento natural más pesado que existe con
una densidad de 22.59 g/cm3.
Se emplea en síntesis orgánica (como oxidante) y en el proceso de
tinción de tejidos (para su fijación) para su observación mediante
microscopía electrónica, y en otras técnicas biomédicas.
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Las aleaciones de osmio se emplean en contactos eléctricos, puntas
de bolígrafos y otras aplicaciones en las que es necesaria una gran
dureza y durabilidad.
2.3.2.1. Características principales
En su forma metálica es de color blanco grisáceo, duro, frágil y
brillante, incluso a altas temperaturas, aunque es difícil
encontrarlo en esta forma. Es más fácil obtener osmio en polvo,
aunque expuesto al aire tiende a la formación del tetraóxido de
osmio, OsO4, compuesto tóxico (peligroso para los ojos), oxidante
enérgico, de un olor fuerte, y volátil. En la corteza terrestre se
encuentra junto con otros metales del grupo del platino,
generalmente aleado con iridio (y otros en menor cantidad). El
osmio es otro de los metales aliados al hierro, níquel e iridio y al
igual que estos, la mayor cantidad de osmio nativo se encuentra
en el núcleo del planeta que por su alta densidad se hundió y paso
a formar parte de sus componentes. Las aleaciones de osmio e
iridio en las que hay mayor cantidad de osmio se conocen
como osmiridio, contra las que tienen más iridio,
llamadas iridiosmio.
Alcanza el estado de oxidación +8, al igual que el rutenio, estado
que no alcanza el hierro, que es el elemento cabecera de este
grupo. Puede presentar variados estados de oxidación, desde el 0
al +8. Son muy resistentes al ataque por ácidos, disolviéndose
mejor por fusión alcalina.
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2.3.2.2. Aplicaciones
Catalizador
Componente de aleaciones de gran dureza y resistente al desgaste.
2.3.3. RUTENIO
El rutenio es un elemento
químico de número atómico 44
situado en el grupo 8 de la tabla
periódica de los elementos. Su
símbolo es Ru. Es un metal de
transición, poco abundante, del grupo
del platino y posee una estructura
cristalina hexagonal.
Se encuentra normalmente en minas de platino y se emplea
como catalizador en algunas aleaciones de platino.
2.3.2.1. Características principales
Es un metal blanco duro y frágil; presenta cuatro formas cristalinas
diferentes. Se disuelve en bases fundidas, y no es atacado por
ácidos a temperatura ambiente. A altas temperaturas reacciona
con halógenos y con hidróxidos. Se puede aumentar la dureza del
paladio y el platino con pequeñas cantidades de rutenio.
2.3.2.2. Aplicaciones
Debido a su gran efectividad para endurecer al paladio y al platino,
se emplea en las aleaciones de estos metales que se usan en
contactos eléctricos con una alta resistencia al desgaste.
En joyería
Se incorpora al titanio como elemento de aleación para aumentar
la resistencia a la corrosión.
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Al igual que otros elementos del grupo del platino, se puede
emplear como catalizador en distintos procesos. El sulfuro de
hidrógeno, H2S, se puede descomponer por la luz empleando óxido
de rutenio en una suspensión acuosa de partículas de CdS. Esto
puede ser útil en la eliminación de H2S de las refinerías de
petróleo y de otros procesos industriales.
Catalizador
Fabricación de semiconductores
2.3.2.3. Historia
El rutenio (del latín medieval Ruthenia, que significa "Rusia") fue
descubierto por Karl Ernst Claus en 1844. Observó que el óxido de
platino contenía un nuevo metal y obtuvo seis gramos de rutenio
de la parte de platino que es insoluble en agua regia.
2.3.2.4. Abundancia y obtención
Se encuentra en pocos minerales y no son comerciales; en
la laurita, RuS2, la anduoita, RuOsAs2, la platarsita, y en pequeñas
cantidades en la pentlandita, (FeNi)9S8. Este elemento se encuentra
generalmente junto con otros del grupo del platino, en los Urales y
en América, formando aleaciones.
2.3.2.5. Precauciones
El rutenio no desempeña ningún papel biológico, pero puede ser
carcinógeno y se puede acumular en los huesos.
2.4. GRUPO DEL HIERRO
2.4.1. DEFINICIÓN
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Este grupo está conformado por Hierro, ferroníquel, mercurio,
tántalo, estaño y zinc, hay que recordar que son de alto punto de
fusión y de alta dureza, veamos cada uno de estos elementos.
2.4.2. HIERRO NATIVO
Es un metal maleable, de color
gris plateado y presenta
propiedades magnéticas;
es ferromagnético a temperatura
ambiente y presión atmosférica.
Es extremadamente duro y denso.
Se encuentra en la naturaleza
formando parte de numerosos minerales, entre ellos muchos
óxidos, y raramente se encuentra libre.
Para obtener hierro en estado elemental, los óxidos se reducen
con carbono y luego es sometido a un proceso de refinado para
eliminar las impurezas presentes.
Es el elemento más pesado que se produce exotérmicamente por
fusión, y el más ligero que se produce a través de una fisión
2.4.2.1. Características y Propiedades físicas
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Raramente cristalizado en el sistema cúbico. Infusible, magnético,
soluble en ácidos.
2.4.2.2. Variedades:
Hierro meteoritito: aleación de hierro y níquel. Contiene C, P, S,
constituyendo Chalpilita, Schreibersita y Troilita. Hierro terrestre: se
da en rocas básicas aunque también en sedimentos de carbonato y
madera petrificada.
2.4.3. TANTALIO
El tantalio o tántalo es un elemento químico de número atómico 73,
que se sitúa en el grupo 5 de la tabla periódica de los elementos.
Su símbolo es Ta. Se trata de un metal de transición raro, azul
grisáceo, duro, que presenta brillo metálico y resiste muy bien la
corrosión. Se encuentra en el mineral tantalita. Es fisiológicamente
inerte, por lo que, entre sus variadas aplicaciones, se puede
ELEMENTOS NATIVOS 25
Fórmula química Fe
Sistema Cúbico
Peso específico 7,88 g/cm3
Dureza 4
Color Gris acero.
Raya Gris
Brillo Metálico
Transparencia Opaco
Fractura Rugosa, astillosa.
Exfoliación Perfecta
Frecuencia de
distribución
Raro.
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emplear para la fabricación de instrumentos quirúrgicos y en
implantes. En ocasiones se le llama «tántalo»,
El tantalio es un metal gris, brillante, pesado, dúctil, de alto punto
de fusión, buen conductor de la electricidad y del calor y muy duro.
Es muy resistente al ataque por ácidos; se disuelve
empleando ácido fluorhídrico o mediante fusión alcalina.
Es muy parecido al niobio y se suele extraer del mineral tantalita,
que en la naturaleza aparece generalmente formando mezclas
isomorfas con la columbita que se conocen con el nombre
de coltán.
2.4.3.1. Usos
Se utiliza casi exclusivamente en la fabricación de condensadores
electrolíticos de tantalio, por tanto, un componente esencial de los
dispositivos electrónicos muy compactos: teléfonos
móviles, GPS, satélites artificiales, armas teledirigidas, televisores
de plasma, videoconsolas, ordenadores
portátiles, PDAs, MP3, MP4, etc.
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2.4.4. ALEACIONES DE HIERRO- NÍQUEL
2.4.4.1. Camacita
Generalmente con proporciones de 90:10 a 95:5. Aunque las
impurezas como el cobalto o el carbono pueden estar presente. En
la superficie de la Tierra, sólo se encuentra de forma natural en los
meteoritos caídos del espacio. Tiene un brillo metálico, es de color
gris y no tiene ninguna división clara, aunque la estructura es
isométrico-hexoctaedral. Su densidad es de alrededor de 8g/cm³ y
su dureza es de 4 en la escala de Mohs.
El nombre fue acuñado en 1861 y se deriva del griego kamask
(listón o viga). Es un componente importante de los meteoritos de
hierro (octahedritas y tipos hexaedritas). En las octahedritas se
encuentra en las bandas intercalado con taenita con formación
de líneas de Widmanstätten. En las hexaedritas, se ven a menudo
unas líneas finas y paralelas, las Líneas de Neumann, que son
evidencia de la deformación estructural de las placas adyacentes
de camacita debido al choque de los impactos.
A veces la camacita se puede encontrar tan estrechamente
entremezclados con la taenita que es difícil distinguir a simple
vista, formando plesita.
ELEMENTOS NATIVOS 27
Color Gris
Raya Gris
Lustre Metálico
Sistema cristalino Isométrico
Dureza 4 (Mohs)
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2.4.4.2. Taenita
Se encuentra en la Tierra en los meteoritos metálicos,
perteneciente a la clase de los minerales elementos. Se trata de
una aleación de hierro y níquel, con proporciones de níquel del 20%
al 65%,1 2 que fue descubierta en1861 en Nueva Zelanda.
Además de los elementos de su fórmula, también puede llevar
impurezas de: cobalto, cobre, fósforo, azufre o carbono. Sinónimos
poco usados son: edmondsonita, edmonsonita u orthotaenita.
El nombre se deriva del griego tainia "banda". La taenita es el
componente más común en los meteoritos metálicos. En las
octahedritas se encuentra intercalada en las bandas de camacita,
formando líneas de Widmanstätten, mientras que la ataxita es el
componente principal. A veces en las octahedritas se puede
encontrar mezclada con camacita, y entonces se le
denominaplesita.
La taenita es uno de los cuatro
minerales que se encuentran en
los meteoritos metálicos: Los otros son
la camacita, latetrataenita y
la antitaenita.
Color Blanco grisáceo, blanco-plata
Raya Gris brillante
Lustre Metálico
Transparenci Opaco
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a
Sistema
cristalino
Isométrico, hexoctaédrico
Hábito
cristalino
Granular masivo, intercrecimiento
con camacita
Dureza 5 - 5,5 (Mohs)
Tenacidad Maleable
Densidad 7,8 - 8,22
Magnetismo Magnético
2.4.5. MERCURIO NATIVO
Es un metal pesado plateado que
a temperatura ambiente es
un líquido inodoro es buen conductor de
la electricidad. Se alea fácilmente con
muchos otros metales como el oro o la
plata produciendo amalgamas, pero no
con el hierro. Es insoluble
en agua y soluble en ácido nítrico.
Cuando aumenta su temperatura por
encima de los 40 °C -
produce vapores tóxicos y corrosivos, más pesados que el aire por
lo cual este se evapora, creando miles de partículas en vapor ya
que estas se enfrían caen al suelo. Es dañino
por inhalación, ingestión y contacto: se trata de un producto
muy irritante para la piel, ojos y vías respiratorias. Es incompatible
con el ácido nítrico concentrado, el acetileno, el amoníaco,
el cloro y los metales.
2.4.5.1. Características y Propiedades Físicas:
Fórmula química Hg
Sistema Trigonal (cuando se solidifica a -
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38,9ºC).
Composición 100% mercurio con inclusiones de
Ag y Au.
Peso específico 13,6 g/cm3
Dureza Líquido a temperatura normal.
Color Gris brillante.
Brillo Metálico.
Transparencia Opaco.
Frecuencia de
distribución
Raro.
Líquido muy movible con brillo metálico. Hierve a 350ºC. Buen
conductor del calor y la electricidad. Disuelve al oro y la plata. Se
presenta generalmente en gotitas diseminadas en la ganga, en sus
grietas, sobre cinabrio. Masas terrosas o costras. Cristales muy
raros monoclínicos, de hábito capilar. Soluble en ácidos.
Yacimiento: Hidrotermal en yacimientos metalíferos a baja
temperatura.
Aplicaciones: Industria química, instrumentos de medición y
metalurgia.
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CAPÍTULO III: SEMIMETALES
3.1. ARSÉNICO
3.1.1. DATOS GENERALES:
3.1.1.1. Etimología:
Del griego arsenikon, macho (en referencia a sus propiedades
como veneno), ya que en la antigüedad se consideraba que
existían diferentes sexos entre los minerales.
3.1.1.2. Cristalografía:
a) Sistema: Hexagonal
3.1.1.3. Química:
Es arsénico puro, aunque admite antimonio. Es volátil al soplete
sin fundirse y se altera frecuentemente.
3.1.1.4. Forma de presentarse:
Cristales con frecuencia cuboides o aciculares. Presenta, la
mayoría de las veces, forma testácea, también en nódulos
arracimados, etc.
3.1.1.5. Génesis:
En venas hidrotermales de baja temperatura.
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3.1.1.5. Aspectos y Características:
Ennegrece muy rápidamente. No funde.
3.1.1.6. Aplicaciones:
Aleaciones, conservación de madera, fabricación de vidrio,
medicina, perfumería, fabricación de veneno (raticidas,
insecticidas).
3.1.2. PROPIEDADES FÍSICAS
Color: Blanco de estaño gris.Raya: Gris plomo a negra.
Brillo: Metálico fuerte.
Dureza: De 3 a 4.
Densidad: De 5.4 a 5.9 g/cm3
Óptica: Opaco de color blanco.
Otras: Suele estar recubierto con una pátina negra de alteración.
3.2. ANTIMONIO
3.2.1. DATOS GENERALES:
3.2.1.1. Etimología:
Curioso origen de la palabra que significa en latín "anti
monje" haciendo referencia a una intoxicación en un convento que
lo empleaba con fines medicinales.
3.2.1.2. Cristalografía:
a) Sistema: Hexagonal
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3.2.1.3. Composición:
Antimonio 100% con inclusiones de Fe, Ag y As.
3.2.1.4. Química:
Es antimonio puro, pero contiene
algo de arsénico, plata y hierro.
Soluble en agua regia.
3.2.1.5. Forma de presentarse:
En cristales de hábito cuboide o en forma masiva o reniforme.
3.2.1.6. Génesis:
Aparece en venas hidrotermales.
3.2.1.7. Aplicaciones:
Aleaciones con plomo, pirotecnia, fabricación de vidrio, productos
farmacéuticos, etc.
3.2.1.8. Generalidades:
En la antigüedad solía provocar frecuentes muertes por
envenenamiento entre monjes que usaban para comer cubiertos
fabricados con este mineral.
3.2.1.9. Empleo:
Mena de antimonio.
3.2.2. PROPIEDADES FÍSICAS
Color: Blanco de estaño.
Raya: Gris plomo.
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Brillo: Metálico fuerte.
Dureza: De 3 a 3.5
Densidad: 6.6 g/cm3
Óptica: Mineral opaco.
3.3. BISMUTO
3.3.1. DATOS GENERALES:
3.3.1.1. Etimología: Deriva de dos palabras griegas que significan plomo blanco.
3.3.1.2. Cristalografía:
a) Sistema : Hexagonal
3.3.1.3. Composición:
Bismuto nativo con posibles impurezas de As, S, Ag, Fe.
3.3.1.5. Forma de presentarse:
Normalmente se presenta en forma laminar o granular. También
en agujas o fibras. Son también muy frecuentes los grupos
arborescentes dendríticos.
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3.1.1.6. Aplicaciones:
Mena del Bismuto. Aleaciones utilizadas en imprentas, válvulas,
metal antifricción, productos farmacéuticos y cosméticos.
3.3.2. PROPIEDADES FÍSICAS
Color: Blanco rojizo o amarillento.
Raya: Blanco plata.
Brillo: Metálico.
Dureza: De 2 a 2.5
Densidad:
9.8 g/cm3
Óptica: Opaco, de color blanco rosado.
Fuertemente anisótropo.
Otras: Conductor, sectil y frágil.
CAPÍTULO IV: NO METALES
4.1. GRUPO DEL AZUFRE
4.1.1. DEFINICIÓN
Conformado específicamente solo por azufre, este compuesto con
frecuencia se encuentra en zonas de actividad volcánica vinculados
a la evaporación térmica (sulfataras). El azufre nativo se origina
principalmente por la sublimación de las emisiones volcánicas que
ELEMENTOS NATIVOS 35
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forman masas compactas o, más comúnmente, depósitos y
eflorescencias en las paredes. La formación de azufre nativo
también se puede lograr por ciertas bacterias que reducen los
sulfatos en particular en los depósitos de tiza .
Las estructuras cristalinas más comunes son
el octaedro ortorrómbico (azufre α) y el prisma monoclínico (azufre
β), siendo la temperatura de
transición de una a otra de 96 °C;
en ambos casos el azufre se
encuentra formando moléculas de
S8 con forma de anillo, y es la
diferente disposición de estas
moléculas la que provoca las
distintas estructuras cristalinas. A
temperatura ambiente, la
transformación del
azufre monoclínico en ortorrómbico, es más estable y muy lenta.
4.1.2. PROPIEDADES FÍSICAS
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4.1.3. PROPIEDADES QUÍMICAS
En masa, costras, granos, polvo, impregnaciones o en cristales del
sistema rómbico por debajo de los 96ºC. Por fusión y
recristalización pasa a monoclínico. Mal conductor del calor y la
electricidad; al sostener un cristal de azufre cerca del oído se
percibe un crujido debido a la dilatación de la capa superficial que
en el interior no la tiene debido a su poca conductibilidad. Hay que
tener mucho cuidado con los cristales de S que pueden romperse
hasta con el calor de la mano.
Yacimiento: Por exhalaciones volcánicas donde el S resulta por
oxidación parcial del H2S o de interacción de este gas con SO2 de
los volcanes; por oxidación del H2S del agua de fuentes termales.
ELEMENTOS NATIVOS 37
Fórmula química S
Sistema Ortorrómbico
Composición 100% Azufre con cantidades menores de Se,
Te, As, Ti.
Peso específico 2.07 g/cm3. (Ligero)
Dureza 1,5 - 2,5 (Blando, se raya con un punzón de
cobre)
Color Amarillo limón, anaranjado, amarillo verdoso,
pardo y en ocasiones gris.
Raya Blanca ligeramente amarilla
Brillo Resinoso
Transparencia Transparente a translúcido.
Fractura Concoida a desigual.
Exfoliación Imperfecta.
Tenacidad Muy frágil, fácilmente pulverizable.
Frecuencia de distribución Abundante.
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4.1.3. MÉTODOS DE EXTRACCIÓN
Existen varios métodos para la extracción del azufre. En el método
Frasch se Introducen en el depósito de azufre cuatro tuberías
concéntricas. A través de las dos tuberías exteriores se inyecta
agua calentada bajo presión a 170 °C, fundiendo el azufre.
Cuando se ha conseguido fundir una cantidad suficiente de azufre,
el aire caliente baja por las tuberías
internas formando una espuma con
el azufre fundido, lo que hace subir
la mezcla a la superficie por la
tubería restante. Entonces se
coloca el azufre en contenedores de
madera donde solidifica,
alcanzándose una pureza de un
99,5%.
El azufre también puede extraerse
de las piritas por destilación en
retortas de hierro o arcilla
refractaria, aunque con este
proceso el azufre obtenido suele
contener porciones de arsénico, En
el Perú el único yacimiento de azufre se encuentra en Tacna en un
volcán llamado Yucamani.
4.2. GRUPO DEL CARBONO
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Se conocen dos formas cristalinas naturales del carbono, el grafito y
el diamante. Entre ambas especies existen grandes diferencias,
como puede deducirse de las consideraciones siguientes:
4.2.1. DIAMANTE
4.2.1.1. Definición:
El diamante es la sustancia natural más dura conocida. Se forma en
lo profundo del manto, y sólo se lleva a la superficie a través de
tubos de kimberlota, eclogitas y otras rocas que se originan en las
profundidades del manto. También se encuentra en depósitos
aluviales, junto con cuarzo, corindón, circón y otros minerales,
derivados de tales rocas, y en ciertos meteoritos.
4.2.1.2. Ocurrencia del Diamante:
ELEMENTOS NATIVOS 39
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Marco ecológico: Intrusivos volcánicos profundos, como
kimberlitas. Con la disminución de la presión de los diamantes se
disuelven de nuevo en la roca.
4.2.1.3. Características y Propiedades Físicas del Diamante:
Fórmula química : C
Clase : Elemento nativo
Sistema : Cúbico
Etimología : Del latín adamus, indomable, invencible.
Composición : 100% carbono.
Peso específico : 3,51 g/cm3
Dureza : 10 (El mineral más duro)
Color : Incoloro, blanco, azulado, rosa, gris, amarillo,
anaranjado, verdoso, etc.
Raya : Blanca
Brillo : Adamantino
Transparencia : Opaco a extraordinariamente transparente.
Fractura : Concoidea
Exfoliación : Perfecta, paralela a las caras del octaedro, lo
que
facilita su tallado.
Tenacidad : Muy frágil, por lo que es fácilmente pulverizable.
Luminiscencia : A veces fluorescente y otras veces
fosforescente.
4.2.1.4. Yacimiento
Los yacimientos primarios del diamante se hallan sobre todo en
rocas volcánicas ultrabásicas denominadas kimberlitas, en
chimeneas de kimberlita. Por alteración de éstas, los diamantes
quedan sueltos pudiendo acumularse en yacimientos secundarios
llamados placeres aluviales o diluviales.
4.2.1.5. Paragénesis
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El diamante puede estar asociado a cuarzo, piedras preciosas, oro,
platino, turmalinas, granates, zircón, casiterita, rutilo, ilmenita,
magnetita, ágata, olivino, diópsido, etc.
4.2.1.6. Aplicaciones
Los transparentes se utilizan sobre todo en joyería. El boro y el
carbonado para aparatos de sondeo, para cortar vidrio y, en polvo,
para pulir otros diamantes y piedras preciosas.
4.2.2. GRAFITO
El Grafito por lo general se produce en forma de copos en rocas
metamórficas ricos en carbono, pero también se puede encontrar en las
venas y en pegmatitas.
4.2.2.1. Características y Propiedades Físicas del Grafito:
Fórmula química : C
Clase : Elemento nativo
Sistema : Hexagonal
Etimología : Del griego graphein (escribir).
Composición : 100% Carbono.
Peso específico : 2,25 g/cm3
Dureza : 1 - 1,5
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Color : Gris oscuro o negro.
Raya : Gris plomo oscuro
Brillo : Graso, metálico o mate
Transparencia : Opaco
Exfoliación : Muy perfecta
Tenacidad : Ligeramente séctil, flexible pero no elástico
4.2.2.2 Paragénesis:
Pirita, calcita, etc
4.2.2.3 Aplicaciones
El grafito es un material refractario y se emplea en ladrillos,
crisoles, etc.
Al deslizarse en el grafito las capas fácilmente, resulta ser un buen
lubricante sólido.
Se emplea en la fabricación de diversas piezas en ingeniería, como
pistones, juntas, arandelas, rodamientos, etc.
Este material es conductor de la electricidad y se emplea para la
fabricación de electrodos. También tiene otras aplicaciones
eléctricas.
Se emplea en reactores nucleares, como moderadores y
reflectores.
El grafito mezclado con una pasta sirve para la fabricación de
lápices.
Es usado para crear discos de grafito parecidos a los de discos
vinilo salvo por su mayor resistencia a movimientos bruscos de las
agujas lectoras.
4.2.2.4. Mina existente en el Perú de Grafito:
Mina Chorreo en la provincia de Santa en Ancash. Huarochirí -
Santa - Ancash
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CONCLUSIONES
- El azufre nativo posee un color característico que es el amarillo, así
como su locación en especial son las sulfataras que son de gran
actividad volcánica.
- El hierro nativo es un metal maleable de color gris, que presenta
propiedades magnéticas el cual sería muy fácil de identificar por su
peso y con un imán de mano.
- En el grupo del platino son elementos utilizados en su mayoría
como catalizadores, posee un color grisáceo el cual posee un punto
de fusión elevado además de ser intocable por ácidos, en el caso
del paladio posee una cualidad muy peculiar el cual absorbe hasta
900 veces su volumen en hidrógeno.
- Dentro del grupo de arsénico, si bien esta esté el antimonio y el
bismuto solo este último no es venenoso, además aun siendo
venenoso el antimonio es usado junto con el bismuto en la
medicina para elaborar productos farmacéuticos, con lo cual se da
a conocer que no todos los usos de los elementos del grupo del
arsénico, son para elaborar aleaciones, pesticidas u otros.
- El osmio y el rutenio son usados en aleaciones para lograr
resistencia al desgaste, debido a que son metales que poseen
bastante dureza.
- El carbono en su estructura interna (celda unitaria) se clasifica de
acuerdo al ordenamiento de sus como diamante (cúbico) y grafito
(hexagonal) átomos.
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LINKOGRAFÍA
MINDAT. http://translate.googleusercontent.com/translate_c?
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%3D1C1GGGE_esPE579PE579%26es_sm
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www.mindat.org/min-
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ANEXOS
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