TEMA 13 MATERIALES METÁLICOS_METALES NO FERROSOS

7/22/2019 TEMA 13 MATERIALES METLICOS_METALES NO FERROSOS

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MATERIA: TECNOLOGA INDUSTRIAL I. CURSO: 2012 2013.BLOQUE III: MATERIALES.

TEMA 13. MATERIALES METLICOS: METALES NO FERROSOS.

NDICE:1. GENERALIDADES2. COBRE

2.1. Metalurgia del cobre.2.2. Aleaciones de cobre.2.3. Aplicaciones del cobre.

3. ESTAO3.1. Metalurgia del estao.

3.2. Aplicaciones del estao.4. PLOMO4.1. Metalurgia del plomo.4.2. Aplicaciones del plomo.

5. CINC5.1. Metalurgia del cinc.5.2. Aleaciones de cinc.5.3. Aplicaciones del cinc.

6. ALUMINIO6.1. Metalurgia del aluminio.6.2. Aleaciones de aluminio.6.3. Aplicaciones del aluminio.

7. OTROS METALES7.1. Nquel.7.2. Cobalto.7.3. Wolframio.7.4. Cromo.7.5. Titanio.7.6. Magnesio.7.7. Berilio.

8. ACTIVIDADES DE SNTESIS.9. RECURSOS WEB.10. BIBLIOGRAFA.

Algunos de los metales no ferrosos que consideraremos, tales como el cobre, el plomo y el estao, sonconocidos desde la ms remota antigedad; sus propiedades mecnicas (resistencia a la rotura y a ladeformacin, dureza y brillo caractersticos) hicieron posible que el ser humano primitivo aprendiera aobtenerlos y los empleara en la fabricacin de utensilios y armas que hasta entonces haban sido depiedra, madera o barro. Otros metales tambin no ferrosos, como cinc, aluminio, cobalto, nquel, mag-nesio... fueron descubiertos ms recientemente y utilizados con gran xito.

Todos ellos poseen en la actualidad una gran importancia a nivel tecnolgico. Se calcula que el 16% dela corteza terrestre est formada por combinaciones de cobre, cinc y plomo; el aluminio participa con un8% en la composicin de la misma, aunque la abundancia no vaya ligada necesariamente a la facilidado posibilidad de obtencin.

Sus aplicaciones son muy variadas, entre las que destacan: construccin, material de transporte, bieneselctricos y electrodomsticos... Su gran incidencia en la tecnologa actual justifica el contenido de este

Tema.


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TECNOLOGA INDUSTRIAL I. BLOQUE III: MATERIALES. TEMA 13. MATERIALES METLICOS: METALES NO FERROSOS.2

1. GENERALIDADES.

Los metales no ferrosos se pueden clasificar en tres grandes grupos:

Metales no ferrosos pesados. Pertenecen a este grupo los metales como el cobre, estao,plomo, nquel, cinc, cobalto, wolframio y cromo, cuyas densidades son mayores de 5 g/cm3.

Metales no ferrosos ligeros. Los ms importantes son el aluminio y el titanio, con densidadescomprendidas entre 2 y 5 g/cm3. Metales no ferrosos ultraligeros. Son el magnesio y el berilio, con densidades por debajo de

2 g/cm3.

En general, todos ellos y sus aleaciones son resistentes a la corrosin y a la oxidacin, aunque no es stasu nica cualidad, ya que:

Se pueden moldear y mecanizar fcilmente. Poseen una resistencia mecnica elevada, en relacin a su peso. Algunos tienen una gran conductividad trmica y elctrica. Presentan un buen acabado superficial, que en ocasiones los hace tiles como elementos decora-

tivos.

Clasificacin de los metales no ferrosos en funcin de su densidad.

2. COBRE.

El cobre es uno de los metales no ferrosos de mayor utilizacin; posee apariencia metlica y es de colorpardo-rojizo. Su conductividad elctrica es elevada (solamente superada por la plata, mucho ms cara),as como tambin su conductividad trmica. Es un metal bastante pesado, con una densidad de 8,96g/cm3. Resiste la accin de los agentes atmosfricos y no comienza a oxidarse hasta una temperatura de120 C. Es muy dctil, pudiendo estirarse en hilos muy finos; tambin es maleable.

2.1. Metalurgia del cobre.

Por regla general, los minerales ms utilizados para la obtencin del cobre son los sulfurados. Contienensiempre hierro en gran cantidad, as como otras impurezas, algunas de las cuales (bismuto, oro, plata,nquel...), debido a su carcter valioso, interesa recuperar.

Existen dos mtodos para obtener el cobre de forma industrial:

Por va seca. Se utiliza en minerales cuyo contenido en cobre (despus de su enriquecimiento o con-centracin) sea del orden de un 15%. Es el ms utilizado.


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Por va hmeda. Trata minerales ms pobres, de contenido en metal de un 3%.

El cobre en la Naturaleza.El cobre es un elemento de moderada abundanciaen la corteza terrestre. Frecuentemente se encuen-tra agregado a otros metales como oro, plata, bis-muto y plomo, y tambin en ocasiones en estadonativo, apareciendo en pequeas partculas enrocas, aunque se han encontrado masas compactasde hasta 420 toneladas.

Tambin se presenta en forma de minerales, quepueden ser:

Sulfurados: son importantes la calcopirita(CuFeS2) y la calcosina (Cu2S).

Oxidados: destacan la cuprita (Cu2O) malaqui-ta (CuCO3Cu(OH)2) y azurita (2CuCO3Cu(OH)2).

El procedimiento de va seca consta de los siguientes pasos:

Proceso de obtencin del cobre por va seca.

1. Trituracin del mineral. El material triturado se hace pasar luego por una criba, de manera que lostrozos ms grandes se someten de nuevo al proceso de trituracin.

2. Pulverizacin del mineral. Se lleva a cabo por medio de un molino de bolas de acero que, al girar, pul-verizan los trozos de material.

3. Eliminacin de la ganga. El material pulverizado se introduce en un recipiente con agua y se agita paraeliminar la ganga (rocas y tierra pulverizada).

4. Tostacin parcial. El hierro tiene mayor afinidad por el oxgeno que el cobre. Por ello, efectuando unatostacin con cantidad insuficiente de aire se oxida prcticamente solo el hierro y no el cobre. El productoresultante est constituido por xido de hierro, sulfuros de cobre y hierro, algo de xido de cobre y gan-ga.

5. Formacin de la mata. Se funde la masa calentndola por encima de los 1.100 C, con lo que el hierrono oxidado anteriormente lo hace ahora y, junto con el xido ya existente, se combina con la slice y la

cal presentes en la ganga (si el mineral no contiene bastante slice, se agrega la necesaria) para formaruna escoria constituida por silicatos complejos de hierro y calcio. Se obtienen as dos capas lquidas in-miscibles: la superior est formada por la escoria; la inferior, constituida principalmente por sulfuro de


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cobre (I) y residuos de sulfuro de hierro (II), recibe el nombre de mata. Su contenido medio en cobreoscila entre un 25 y un 45%.

6. Oxidacin de la mata. La mata fundida se vierte -junto con slice- en un convertidor y se insufla unacorriente de aire que oxida al azufre y al hierro. Se separan los xidos voltiles y el xido de hierro seune con la slice para formar escoria, que se vierte inclinando el convertidor.

El proceso termina cuando comienza a oxidarse el cobre, momento en el que se extrae del convertidor yse deja solidificar (cobre blster). Las reacciones qumicas que tienen lugar en el interior del convertidorson:

2 Cu2S + 3 O2 2 Cu2O + 2 SO2

2 Cu2O + Cu2S SO2 + 6 Cu

El cobre blster (llamado as por las burbujas de SO2 que lleva ocluidas) contiene alrededor de un 93% decobre puro y una serie de impurezas, tales como hierro, azufre, plomo, cinc, nquel y metales preciosos.

7. Refino del cobre bruto. Tiene por objeto elevar la pureza del cobre hasta un 99,95%. Puede hacerseen horno de reverbero o electrolticamente.

En horno de reverbero. Los lingotes de cobre se funden a unos 1.150 C en atmsfera oxidante. Deesta manera, las impurezas se oxidan y eliminan en forma de escoria (hierro, plomo, cinc) o de vapores(azufre). A continuacin se introducen en el bao lquido troncos de madera verde. Los gases (hidrocar-buros, hidrgeno...) que desprende la madera calentada, al burbujear a travs del metal fundido, redu-cen todo el xido de cobre que haya podido formarse en la operacin anterior. El cobre as tratado sevierte en moldes para formar nodos que se refinan luego por electrlisis.

El horno de reverbero.Los hornos de reverbero son aqullos en los que la llama producida al arder el combustible no incide directamentesobre la carga metlica, sino despus de haberse reflejado ( reverberacin) en la bveda del horno. Van provistos deuna chimenea por la que se evacuan los productos de la combustin.

Refino electroltico. Los lingotes de cobre anteriormente obtenidos se colocan como nodos de unacuba electroltica que contiene una disolucin de sulfato de cobre (II) acidulada con cido sulfrico. Losctodos son lminas delgadas de cobre puro recubiertas de grafito e intercaladas entre los nodos. Apli-cando una tensin adecuada en los electrodos, el cobre de los nodos se disuelve y se deposita en formapura sobre los ctodos. En cuanto a las impurezas metlicas que acompaan al cobre, se pueden dar doscasos:

- Los metales menos nobles (cinc, hierro, etc.) se disuelven y quedan en la disolucin en forma inica.

- Los metales ms nobles (plata, oro, platino) no se disuelven, depositndose -junto con otras impurezasno metlicas- en el fondo de la cuba formando los llamados barros andicos, de los que se puedenrecuperar dichos metales con posterioridad.

Esquema del refino electroltico del cobre.

El procedimiento por va hmeda consiste en disolver el mineral triturado con cido sulfrico diluido ysulfato de hierro (III); este ltimo oxida el sulfuro de cobre (I), que pasa a la forma de sulfato. El hierro


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existente en el mineral pasa a sulfato de hierro (II). Aadiendo hierro a la disolucin anterior, precipitacobre:

CuSO4 + Fe FeSO4 + Cu

con una pureza de solo el 80%. Por este motivo se prefiere llevar a cabo la precipitacin del cobre deforma electroltica, utilizando un nodo de plomo insoluble y un ctodo de cobre. El metal as obtenido esmuy puro y permite la recuperacin del cido.

Sabas que?

La palabra cobre deriva del latn cuprum, por cyprum, del griego Kyprs, que es el nombre de la isla de Chipre, fa-mosa en otro tiempo por sus yacimientos de mineral de cobre.

2.2. Aleaciones de cobre.

El cobre es un metal de gran aplicacin industrial, tanto en s mismo como formando parte de aleaciones.Entre ellas destacan las siguientes:

Bronces. Son aleaciones de cobre y estao; y, en ocasiones, de otros elementos. Poseen la resistenciaa la corrosin de ambos, pero resultan mucho ms duros y fuertes que cualquiera de los dos. Algunos deellos, con sus aplicaciones correspondientes, se recogen en la tabla siguiente.

Latones. Son aleaciones de cobre y cinc, de color amarillo plido y susceptibles de gran brillo y puli-mento. Los latones comerciales empleados en la actualidad se resumen en el cuadro.

Latones comerciales.

Cuproaluminios. Son aleaciones de cobre y aluminio. Ofrecen mayor resistencia a la corrosin que elcobre, debido a la presencia del aluminio. Son especialmente resistentes a la accin del agua del mar,emplendose en la fabricacin de aletas, piezas de bombas, tubos de condensadores...

Cupronqueles. Son aleaciones de cobre con una proporcin de nquel de hasta un 30%. Poseen unaalta resistencia a la corrosin. Se emplean en aplicaciones como: monedas, contadores elctricos...


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Alpacas o platas alemanas. Compuestas de cobre, nquel, cinc y estao. El nquel les confiere colorplateado y una buena resistencia a la corrosin. Se utilizan sobre todo en joyera, objetos de adorno,componentes de equipos quirrgicos y dentales...

Los peligros del cobre.Ingerido en forma de sulfato, el cobre resulta txico para el organismo. Existe una intoxicacin aguda y otra crnica,caracterizada esta ltima por una coloracin verde azulada de las encas y por trastornos nerviosos y digestivos.

Sabas que?A lo largo de la historia, el cobre se ha utilizado para:

Acuar monedas. Confeccionar tiles de cocina. Tinajas. Objetos ornamentales.

Incluso en otros tiempos era frecuente reforzar con cobre la quilla de los barcos de madera, pues esto protega elcasco en caso de posibles colisiones.

2.3. Aplicaciones del cobre.

La principal aplicacin del cobre radica en su empleo como conductor elctrico. Su ductilidad permite

transformarlo en cables de cualquier dimetro, desde 0,025 mm en adelante. Puede usarse tanto en ca-bles y lneas de alta tensin exteriores como en el cableado elctrico de viviendas e interiores, para ca-bles de lmparas y maquinaria elctrica en general: generadores, motores, reguladores, equipos de sea-lizacin, aparatos electromagnticos y sistemas de comunicaciones.

Por su alta resistencia a la oxidacin, el cobre se emplea en instalaciones de fontanera, vierteaguas,tuberas y calderas.

Tambin, por su resistencia frente a las disoluciones empleadas en la industria (aunque los cidos sulfri-co, ntrico y clorhdrico s le afectan), es muy utilizado en las plantas qumicas: serpentines, calderas yequipos de refrigeracin.

3. ESTAO.

El estao es un metal de color blanco plateado. Presenta menor dureza que el cinc y mayor que el plomo.A la temperatura de 100 C es muy dctil y maleable, pudiendo obtenerse hojas de papel de estao dealgunas dcimas de milmetro de espesor. En caliente se vuelve muy quebradizo y puede pulverizarse. Esatacado por los cidos fuertes.

El estao existe en tres formas alotrpicas:

- Estao blanco rmbico.- Estao blanco tetragonal.- Estao gris cbico.

Las dos primeras formas del estao son cristalinas; la ltima, estable por debajo de 18 C, se presentaen forma de polvo. Por debajo de esta temperatura el estao blanco se convierte en polvo (estao gris),con tanta mayor rapidez cuanto ms baja sea la temperatura. Cuando se rompe una barra de estaocristalino se oye un ruido crepitante, conocido con el nombre de grito del estao.

El estao es un elemento bastante escaso en la corteza terrestre, pues su abundancia es solo del 0,001%, aunque se presenta concentrado en forma de minerales, el ms importante de los cuales es la casi-terita o piedra de estao (SnO2).

3.1. Metalurgia del estao.

El estao se puede obtener por medio de dos procedimientos distintos:

Por reduccin pirometalrgica de la casiterita. La casiterita, previamente tratada para separarlade las impurezas que normalmente la acompaan, se conduce a un horno de reverbero donde, a unatemperatura de alrededor de 1.200-1.300 C, se reduce mediante carbn de coque a estao bruto:


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SnO2 + 2 C 2 CO + Sn

Posteriormente se refina para separarlo de sus impurezas (principalmente, hierro y cobre), obtenindosefinalmente el metal con una pureza del 99,8%.

Por recuperacin electroltica de la hojalata. La hojalata es acero recubierto de una capa de esta-o. Debido a su gran consumo por parte de la industria conservera, se han ideado distintos mtodos para

recuperar a partir de ella el estao que contiene. El ms econmico consiste en introducir la hojalata enuna disolucin de hidrxido de sodio, que disuelve el estao, obtenindose posteriormente el metal porelectrlisis de dicha disolucin.

3.2. Aplicaciones del estao.

El estao es un metal muy utilizado en centenares de procesos industriales en todo el mundo.

En estado puro se emplea para recubrir el acero formando hojalata, as como para la obtencin de ungran nmero de aleaciones:

Bronce. Aleacin de cobre y estao (estudiada en el apartado anterior).

Metal de soldar (para soldaduras blandas). Aleacin de estao y plomo.

Metal de imprenta. Aleacin de estao, plomo y antimonio.

Aleaciones antifriccin (para cojinetes). Contienen cobre, antimonio y pequeas cantidades de plo-mo aadidas al estao.

Aleaciones de bajo punto de fusin. Para su obtencin se aaden bismuto, cadmio y plomo al es-tao, el cual figura en cantidades muy variables. Se utilizan en la fabricacin de fusibles elctricos.

Adems, se usa en la industria aeroespacial aleado con titanio, y como ingrediente de algunos insectic i-das.

Objeto de hojalata. Composicin de la hojalata.

La peste del estao.El proceso de conversin del estao en polvo gris por debajo de los 18 C se conoce como enfermedad o peste delestao. As, en un invierno rigurosamente fro de 1851, el qumico alemn Otto Linne Erdmann comprob que lostubos de estao del rgano de una iglesia se haban convertido en polvo. Pocos aos ms tarde se observ estemismo fenmeno en un cargamento de estao que se encontraba almacenado en la ciudad rusa de San Petersburgo.

ACTIVIDAD:

1. Cmo se recupera el estao a partir de la hojalata? Qu aleaciones importantes conoces del estao?De qu metales consta cada una? Cules son sus aplicaciones?


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4. PLOMO.

El plomo es un metal de color gris azulado, bastante pesado (su densidad es de 11,35 g/cm3) y blando(puede rayarse con la ua). Recin cortado, presenta una superficie brillante, que se empaa en seguidaal aire por la oxidacin superficial que experimenta. Su punto de fusin es bajo (327,5 C).

Con la humedad se recubre de una capa de carbonato bsico de plomo que lo hace muy resistente a los

agentes atmosfricos.

4.1. Metalurgia del plomo.

Para la obtencin del plomo suele emplearse como material de partida la galena, que se enriquece pre-viamente mediante procesos de trituracin y molienda, que separan la ganga y otros elementos presen-tes.

La galena enriquecida y finamente dividida, a la que se aaden fundentes silcicos y bsicos, se somete atostacin a una temperatura superior a 800 C, con lo que se convierte en monxido de plomo:

2 PbS + 3 O2 2 PbO + 2 SO2

La reduccin posterior del PbO a plomo metlico se verifica, lo mismo que en el caso del hierro, en unalto horno, en el que se introduce carbn de coque que acta como combustible y como reductor. El aireinsuflado por las toberas convierte el coque en monxido de carbono, que reduce el xido de plomo (II)a metal:

2 C + O2 2 CO

PbO + CO CO2 + Pb

El metal fundido y la escoria caen en el crisol, donde se separan por orden de densidad y se extraen atravs de sendas piqueras. El plomo as obtenido se denomina plomo de obra y contiene impurezas decobre, estao, arsnico, antimonio, bismuto y plata, procedindose a continuacin a su refino electrol-

tico de forma anloga a la seguida en el caso del cobre.4.2. Aplicaciones del plomo.

El plomo se emplea en grandes cantidades en la fabricacin de bateras y en el revestimiento de cableselctricos. Dado que con la humedad se recubre de una capa de carbonato bsico de plomo que lo hacemuy resistente a los agentes atmosfricos, se emplea en tuberas sanitarias, tanques y como revestimien-to de cables subterrneos, si bien hoy da el plomo est siendo reemplazado por policloruro de vinilo, queresulta ms barato y fcil de instalar.

Ciertos compuestos de plomo se aadan en otro tiempo a las gasolinas con objeto de aumentar su ren-dimiento.

Debido a su elevado poder absorbente de la radiacin, el plomo se usa como blindaje protector del orga-nismo frente a las radiaciones nucleares y los rayos X.

Entre las numerosas aleaciones de plomo se encuentran el metal de soldar, el metal de imprenta y elmetal babbit, que es una aleacin antifriccin empleada en bielas, rboles de levas, ventiladores y cojine-tes de todo tipo de motores.

Una gran parte del plomo se emplea para formar compuestos, muchos de los cuales presentan gran utili-dad como pinturas y pigmentos. Los xidos de plomo (como el minio, Pb3O4) se usan como pinturas pro-tectoras para impedir la oxidacin de las construcciones metlicas. ltimamente, a causa del peligro deenvenenamiento, la pintura a base de plomo ha dejado de usarse en espacios interiores.

Minerales de plomo.El plomo es muy escaso en la naturaleza, pues solo se encuentra en la proporcin de 16 partes por milln en la cor-teza terrestre. Pese a ello, se conoce desde muy antiguo, por hallarse concentrado en yacimientos, principalmente degalena [sulfuro de plomo (II), PbS], y en menor cantidad de cerusita [carbonato de plomo (II), PbCO3], anglesita


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[sulfato de plomo (II), PbSO4] y minio (Pb3O4).

El saturnismo.El plomo es txico para el organismo, produciendo anemia, debilidad, estreimiento y parlisis en muecas y tobillos.Estos efectos corresponden al envenenamiento l lamado saturnismo.

ACTIVIDADES:

1. Explica brevemente la metalurgia y el refino del plomo.

2. Investiga, entre las aplicaciones del plomo, qu se hace para equilibrar las ruedas del coche y qu seles acopla para ello.

5. CINC.

Es un metal de color blanquiazul, que posee muchas aplicaciones industriales. Es muy frgil a temperatu-ra ordinaria, maleable entre los 120 y 150 C, y de nuevo quebradizo entre 200 y 300 C. Se oxida al airehmedo, formando una capa de xido o carbonato que lo protege de una oxidacin posterior; ofrece, porlo tanto, una buena resistencia a la corrosin. Su resistencia mecnica es baja.

Funde a 420 C y hierve a 907 C. Su densidad es de 7,14 g/cm3.

5.1. Metalurgia del cinc.

El cinc se obtiene principalmente a partir del sulfuro, del xido y del carbonato. El primer paso en el pro-ceso consiste en transformar los minerales en xidos. El carbonato se calienta a elevada temperatura enausencia de oxgeno (calcinacin):

ZnCO3 CO2 + ZnO

y el sulfuro se somete a tostacin:

2 ZnS + 3 O2 2 ZnO + 2 SO2

Posteriormente el xido se reduce con carbono en un horno elctrico. El cinc obtenido por este mtodocontiene impurezas de hierro, arsnico, cadmio y plomo, y en metalurgia se le conoce con el nombre despelter. Se puede purificar por medio de una cuidadosa redestilacin.

Existe otro procedimiento para la obtencin del cinc, consistente en tostar el mineral y disolver el xidoformado en cido sulfrico, con lo que se convierte en sulfato. La disolucin resultante se trata con cal ypolvo de cinc para eliminar las impurezas y, a continuacin, se electroliza con ctodos de aluminio sobrelos que se deposita el cinc con un 99,95% de pureza. El cido sulfrico se recupera y vuelve a utilizarseen el proceso.

5.2. Aleaciones de cinc.Entre las aleaciones de cinc, aparte de los latones, el bronce de cinc y las alpacas, podemos citar las lla-madas zamak, que en Espaa se designan con el nombre de calaminas.

Estas aleaciones estn constituidas por cinc, aluminio, magnesio y cobre, y se han empleado para la fa-bricacin de infinidad de piezas por moldeo como, por ejemplo, manivelas de elevacin de cristales, ma-nillas de puertas de automviles, etc.

5.3. Aplicaciones del cinc.

Aproximadamente el 50% del cinc obtenido se utiliza para fabricar chapas para tejados, canalones, tubos

de bajada de aguas, cubos y depsitos de agua; y un 30%, como capa protectora o en procesos de gal-vanizado de hierros y aceros.

El resto de la produccin se usa como componente de diversas aleaciones (en especial, latn). Se emplea


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tambin en la fabricacin de las pilas secas.

Breve historia del cinc. En la antigua Grecia se conoca una aleacin de cobre y cinc muy parecida al latn, cuyo empleo para la fabricacinde diversos utensilios fue descrito por Homero, Aristteles y Plinio.

Los alquimistas medievales conocan el cinc en forma de aleacin. San Alberto Magno lo cita y Agrcola describe suobtencin. Tambin lo citan Basilio Valentn y Paracelso.

En estado puro el cinc fue preparado por vez primera en la India en el siglo VIII, y con el nombre de estao deIndias fue introducido en Europa por los navegantes portugueses.

En 1695 W. Hombere obtuvo el elemento en estado puro, y en 1743 Champion construy la primera fundicin deeste metal.

El cinc en la Naturaleza.El cinc se encuentra entre los 25 elementos ms abundantes en la corteza terrestre, aunque no existe en estadolibre, sino formando parte de distintos minerales, entre los que destaca la blenda, que es sulfuro de cinc (ZnS).Otros minerales son la cincita (ZnO), la hemimorfita o calamina (Zn2SiO4 H2O), la smithsonita (ZnCO3) y lafranklinita [(Zn, Mn2+, Fe2+)(Fe3+, Mn3+)2 O4],

El recubrimiento exterior delas pilas secas es de cinc.

ACTIVIDAD:

1. Qu aleaciones de cinc conoces? Cul es su composicin? Para qu se utiliza cada una de ellas?

6. ALUMINIO.

El aluminio es uno de los principales componentes de la corteza terrestre, en una proporcin del 8% enpeso. No obstante, en la Naturaleza no se encuentra libre, sino en forma de xido (almina, Al2O3), inte-grando una serie de minerales, tales como cianita, silimanita, bauxita, disporo y corindn.

A nivel metalrgico el ms importante de todos es la bauxita, pues de ella se obtiene el aluminio.

Es un metal de color blanco que, una vez pulimentado, se parece a la plata. Su densidad es de 2,7g/cm3; es decir, casi un tercio de la del hierro. El nico metal de uso industrial ms ligero que el aluminioes el magnesio.

Su punto de fusin es relativamente bajo (660 C), y el de ebullicin relativamente alto (aproximadamen-te 2.450 C). Por ello, es bastante fcil de conformar por fusin y moldeo.


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Su conductividad elctrica es aproximadamente un 60% de la del cobre, y su conductividad trmica [26W/(mC)] es bastante elevada, solo superada por las de la plata, cobre y oro.

La propiedad qumica ms destacada del aluminio es su afinidad por el oxgeno, con el que se combinapara formar su xido, Al2O3; por ello, se emplea para la obtencin de otros metales por reduccin de susxidos correspondientes (aluminotermia). Sin embargo, sometido a la accin de una atmsfera oxidan-te, se recubre de una fina capa de xido que protege al resto del metal. Debido a esta pelcula protecto-

ra, resiste tambin la accin del vapor de agua, la del cido ntrico concentrado y la de muchos otrosreactivos qumicos, aunque s es atacado por los cidos ntrico diluido, sulfrico, clorhdrico y por las solu-ciones salinas.

Las propiedades mecnicas ms interesantes del aluminio son las elevadas ductilidad y maleabilidad queposee a temperaturas bajas, lo que le permite ser forjado, trefilado en hilos muy finos y laminado enchapas sumamente delgadas de hasta 0,4 micras de espesor. A temperaturas cercanas a su punto defusin se vuelve frgil y quebradizo, y se puede pulverizar fcilmente.

Su resistencia mecnica es tanto ms pequea cuanto ms puro sea, y aumenta cuando se alea conotros metales (endurecimiento por solucin slida); stos presentan el inconveniente de disminuir la duc-tilidad, la resistencia a la corrosin y las conductividades trmica y elctrica.

Cuando el aluminio se trabaja en fro adquiere una gran dureza; sin embargo, se agrieta superficialmen-te, aunque tras un proceso de recocido recupera sus propiedades iniciales.

El maquinado del aluminio se realiza a velocidades de corte elevadas; pero cuando es muy puro no setrabaja bien, pues se adhiere al filo de corte de las herramientas.

Breve historia del aluminio.Los antiguos romanos designaban a toda sustancia de sabor astringente con el nombre de alumen.

En la Edad Media recibi el nombre de alumbre un sulfato doble de potasio y aluminio, aunque se desconoca laexistencia de este ltimo metal.

En 1825 el fsico y qumico dans Hans Christian Oersted aisl por primera vez el aluminio haciendo reaccionar unaamalgama de potasio y cloruro de aluminio. Este procedimiento fue mejorado por el qumico alemn Friedrich Whleren 1827 utilizando potasio metlico y cloruro de aluminio. Sin embargo, el primero que obtuvo aluminio en cantida-des apreciables fue el qumico francs Henri Sainte-Claire Deville, en 1854, reemplazando el cloruro de aluminiosimple, utilizado por Whler, por cloruro doble de aluminio y de sodio.

La obtencin industrial electroltica del aluminio fue desarrollada casi simultneamente por el francs Paul Hroult yel americano Charles M. Hall en 1866. El mtodo consista en la electrlisis de la almina (Al 2O3), utilizando criolita(Na3AlF6) como fundente. Este es el procedimiento que se sigue, en lneas generales, en la actualidad.

6.1. Metalurgia del aluminio.

La obtencin industrial del aluminio es un proceso bastante complejo, que consta de dos fases:

Separacin de la almina (Al2O3) a partir de la bauxita. Reduccin de la almina.

6.1.1. Separacin de la almina (mtodo de Bayer).

La almina se extrae de la bauxita, tratndola a alta temperatura y presin con una disolucin dehidrxido de sodio (sosa custica). Se forma as aluminato de sodio soluble, segn la siguiente reaccin:

Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2 H2O

La formacin de aluminato de sodio se ve favorecida por la alta temperatura, ya que es una reaccinendotrmica (que absorbe calor), y por la alta concentracin de sosa custica. Las impurezas existentesen la bauxita, que son insolubles, se pueden separar del aluminato de sodio por filtracin.

Una vez libre de impurezas, se disminuyen la concentracin de sosa custica y la temperatura; de esta


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forma se consigue la precipitacin del hidrato de almina.

Mediante calcinacin posterior el hidrato de almina se convierte en almina anhidra, que ser utilizadaen la segunda fase del proceso.

6.1.2. Reduccin de la almina.

El aluminio se obtiene por electrlisis de la almina disuelta en criolita fundida (hexafluoroaluminato desodio, Na3AlF6), a la que se aade un 7 % de fluoruro de aluminio. La cuba electroltica en la que se llevaa cabo el proceso es de acero y en su interior se encuentran dispuestos unos bloques de carbn (antraci-ta, generalmente) que actan como nodos.

Se supone que la reaccin global que tiene lugar en esta electrlisis es:

2 Al2O3 + 3 C 4 Al + 3 CO2

depositndose el aluminio obtenido, de un 99,5 % de pureza, en la parte inferior de la cuba electroltica.El posterior refino electroltico incrementa la pureza del aluminio hasta un 99,95 %.

6.2. Aleaciones de aluminio.Puesto que el aluminio es mecnicamente dbil, suele alearse con otros metales para mejorar sus carac-tersticas mecnicas; con ello tambin se consigue simultneamente variar otras propiedades, tales comola resistencia a la corrosin y la ductilidad.

Los metales con los que se alea el aluminio con mayor frecuencia son los siguientes:

Cobre. No suele sobrepasar el 15% del contenido total, ya que a partir de este lmite la aleacin sevuelve frgil. El cobre aumenta la dureza del aluminio, a la vez que conserva su maquinabilidad y ligereza(su densidad se mantiene alrededor de los 2,8 g/cm3). Facilita adems su colabilidad y la eliminacin degases del interior, y disminuye su resistencia a la corrosin. Se emplea tanto en aleaciones fundidas co-mo de forja. Las aleaciones de aluminio-cobre se utilizan en la fabricacin de piezas con altas caracters-ticas mecnicas y baja densidad, tales como estructuras de aviones, ruedas de vehculos, etc.

Cinc. Aumenta la dureza en fro y, al igual que el cobre, facilita la colabilidad y la eliminacin de gases;adems, disminuye su resistencia a la corrosin. A igualdad de propiedades mecnicas, las aleaciones decinc son ms baratas que las de cobre; aunque, en contrapartida, son menos resistentes a la corrosin yms pesadas. Son las aleaciones de aluminio con mejores caractersticas mecnicas (pueden alcanzar,tras un tratamiento trmico adecuado, un lmite elstico superior a los 500 MPa).

Magnesio. Las aleaciones de aluminio y magnesio son menos densas que el propio aluminio (su densi-dad es de alrededor de 2,6 g/cm3). Poseen buenas propiedades mecnicas, se mecanizan fcilmente y sucaracterstica fundamental es su elevada resistencia a la corrosin.

Manganeso. Aumenta la dureza, la resistencia mecnica y la resistencia a la corrosin del aluminio.Solo se emplea en aleaciones de forja.

Silicio. Las aleaciones con silicio siguen en importancia a las de aluminio-cobre. El silicio aumenta ladureza y la resistencia a la corrosin del aluminio y facilita su fluidez en la colada. Estas aleaciones sonmuy dctiles y resistentes al choque, aunque resultan difciles de mecanizar a causa de la naturalezaabrasiva del silicio. Se utilizan para la fabricacin de piezas moldeadas de difcil ejecucin: crteres devehculos, radiadores, pistones, culatas, llantas de ruedas, etc.

Otros elementos de aleacin. Adems de los aleantes anteriores -que son los ms frecuentes-, enocasiones tambin se encuentran formando parte de aleaciones ternarias o cuaternarias (aleaciones detres o cuatro elementos) el hierro, el nquel, el titanio, el cromo y el cobalto. El hierro, en las aleaciones

de aluminio, se considera siempre una impureza. El titanio tiene como misin disminuir el tamao degrano en las aleaciones, mejorando de esta forma sus caractersticas mecnicas. El cobalto aumenta ladureza. El nquel y el cromo, adems de endurecer las aleaciones, aumentan su resistencia a la corrosin.


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6.3. Aplicaciones del aluminio.

A causa de sus excelentes propiedades, el aluminio se utiliza cada vez ms ampliamente en la industria:

Por su reducida densidad, se emplean tanto el metal como sus aleaciones en las industrias aeronu-tica, automovilstica y ferroviaria; tambin, en general, en la elaboracin de aquellos productos donde elpeso constituya una limitacin importante.

Algunas piezas de los aviones se cons-truyen de aleaciones de aluminio.

Muchos objetos cotidianos se fabri-can con aleaciones de aluminio.

Por su buena conductividad elctrica, combinada con su reducida densidad, se utiliza como con-ductor en lneas areas de alta tensin. Su conductividad elctrica es 0,6 veces la del cobre pero, comosu densidad es mucho menor (dCu = 8,96 g/cm

3; dAl = 2,7 g/cm3), un conductor de aluminio ofrecer

menor resistencia al paso de la corriente elctrica que otro de cobre de la misma longitud y peso. Loscables areos, por lo general, estn formados por un alma (interior) de acero, que les comunica resisten-cia mecnica, rodeada de una serie de conductores de aluminio.

Por su resistencia a la corrosin, se utiliza en la fabricacin de depsitos para cido actico, cerve-za, latas de fcil apertura, etc. Esta propiedad, unida a su elevada conductividad trmica, lo hace muyadecuado para la fabricacin de utensilios y bateras de cocina. Por otra parte, su facilidad para ser so-metido a procesos de laminacin hace posible su uso en forma de hojas delgadas para envolver alimen-tos, en sustitucin del papel de estao.

Por su elevado poder reflector de la radiacin calorfica, se utiliza en forma de polvo para fabri-car pinturas para depsitos destinados a contener lquidos inflamables.

Por su afinidad por el oxgeno, se emplea como agente reductor para la obtencin de otros metalesa partir de sus xidos.

Puede soldarse el aluminio?Durante mucho tiempo se crey que el aluminio no se podra soldar, a causa de la capa de xido superficial que seforma. Sin embargo, en la actualidad, empleando fundentes adecuados, se consigue soldar sin problemas.Sabas que? El calor generado en la reaccin del aluminio con el oxgeno es suficiente para fundir el hierro. Este fenmeno seutiliza en la soldadura aluminotrmica del hierro y del cobre, segn el llamado proceso termita. El xido de aluminio es anftero, es decir, presenta a la vez propiedades cidas y bsicas. Muchas gemas, como el rub o el zafiro, consisten principalmente en xido de aluminio cristalino.

ACTIVIDAD:1. Analiza con detalle el papel que desempean los distintos aleantes aadidos al aluminio, en lo querespecta a la modificacin de las propiedades de este metal.


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7. OTROS METALES NO FERROSOS O NO FRRICOS.

Adems de los anteriores, tambin se utilizan en la industria otros metales no ferrosos, aunque en bas-tante menor proporcin.

7.1. Nquel.

Es un metal de color blanco brillante que, una vez pulimentado, adquiere aspecto decorativo. Su densi-dad es 8,9 g/cm3, siendo sus puntos de fusin y de ebullicin 1.453 C y 1.730 C, respectivamente.

Es duro y tenaz, maleable y dctil, por lo que puede forjarse, laminarse o estirarse en fro y en caliente.Posee una resistencia mecnica elevada y es, tambin, muy resistente al desgaste y a los reactivos qu-micos.

Su elevado punto de fusin, su gran resistencia a la corrosin y sus buenas propiedades mecnicas atemperatura elevada justifican su empleo en aleaciones para motores de aviacin y turbinas de gas.

El nquel, por lo general, se encuentra en la naturaleza en forma de sulfuros y arseniuros, a partir de loscuales, por tostacin y posterior reduccin con carbn del xido formado, se obtiene el metal, acompa-

ado de hierro, cobalto y cobre. Esta mezcla se somete luego a un proceso bastante complejo de separa-cin y purificacin.

El nquel puro se emplea en la fabricacin de instrumentos utilizados en ciruga y en la industria qumica,como catalizador de muchos procesos industriales, como recubrimiento electroltico (niquelado) paraproteger otros metales, etc.

Tambin se emplea en la fabricacin de aceros inoxidables, de bronces al nquel, entre los que se en-cuentran las alpacas, etctera.

El nquel participa como elemento principal en algunas aleaciones como las que aparecen en la tablasiguiente:

Breve historia del niquel.

A finales del siglo XVII se design con la expresin alemana kupfernickela unas menas semejantes a las del cobre,pero de las que no se poda obtener ningn metal. El qumico noruego Axel Frdrik Cronstedt demostr que estasmenas contenan un metal al que denomin abreviadamente nquel, logrando aislar el metal en el ao 1751. En 1775el qumico sueco Torbern Olof Bergman lo obtuvo en estado puro.


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7.2. Cobalto.

Es un metal de color blanco plateado, duro y tenaz. Es muy parecido al nquel y es inalterable en agua yaire. Su punto de fusin es 1.495 C.

Se utiliza como recubrimiento electroltico en sustitucin del nquel y en la fabricacin de instrumentalquirrgico, aunque su aplicacin principal es la preparacin de aleaciones, entre las que destacan:

Aceros de corte rpido al cobalto. Aleaciones magnticas. Aleaciones refractarias. Fabricacin de metales duros para herramientas de corte.

Estado natural y obtencin del cobalto.

El cobalto se encuentra asociado al nquel en los minerales esmaltina y cobaltina, de los que se obtienen sales decobalto y no el metal libre. La metalurgia del cobalto es bastante compleja. El mineral se convierte en xido, queposteriormente se reduce mediante hidrgeno o por aluminotermia. Tambin se puede obtener el metal a partir delxido de cobalto por electrlisis.

7.3. Wolframio.

Es un metal de color blanco plateado, muy denso (19,5 g/cm3), el ms resistente en estado puro y el depunto de fusin ms elevado (3.410 C). Cuando se encuentra puro, es muy dctil y maleable, mientrasque en estado impuro es duro, frgil y presenta un color gris acero. Se emplea como filamento en laslmparas de incandescencia, aunque su aplicacin ms comn consiste en la fabricacin de aceros decorte rpido y en la obtencin de metales duros (widia, estelitas) integrados por carburos de wolframio(dureza 9,7 en la escala de Mohs). Tambin se usa en la fabricacin de bujas, contactos elctricos,herramientas de corte y placas de tubos de rayos X.

Los espaoles y el wolframio

En 1783, los hermanos Juan Jos y Fausto Elhuyar (espaoles) aislaron el wolframio a partir del mineral wolframi-ta, si bien el metal, por haber sido reconocido dos aos antes en el mineral tungstene, recibe en algunos pases elnombre de tungsteno. Sirva esta breve nota al margen para enaltecer la memoria de dos espaoles ilustres injusta-mente desconocidos.

7.4. Cromo.

El cromo es un metal de color blanco plateado, con un tinte azulado. En atmsferas oxidantes se recubrede una capa de xido que lo autoprotege. Es muy duro y frgil, aunque por encima de los 500 C sevuelve maleable.

No existe libre en la naturaleza, aunque s formando parte de dos minerales, principalmente: la cromita[Fe(CrO2)2] y la crocota (PbCrO4).

El cromo se obtiene por reduccin del sesquixido de cromo con aluminio, mientras que si se reduce unamezcla de xido de hierro y de cromo con carbn se logran aleaciones de cromo y hierro.

Su principal aplicacin es para la fabricacin de aceros al cromo, aceros inoxidables y metales duros (wi-dia, estelitas, etc.). Por su resistencia a la corrosin y color agradable, se emplea como protector de otrosmetales (cromado electroltico). En algunas ocasiones, el cromado se utiliza para recubrir superficiessujetas a desgaste por rozamiento.

Breve historia del cromo.

En 1755 el gelogo alemn Pallas descubri el primer mineral de cromo, la crocota o plomo rojo de Siberia(PbCrO4). En 1797Vauqueln logr aislar el cromo a partir de la crocota. Hasta 1893, en que Moissan lo obtuvo por reduccin del sesquixido con carbn, el cromo era una mera curiosidadde laboratorio.


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7.5. Titanio.

El titanio es un metal de color blanco plateado, de densidad 4,5 g/cm3. Sus puntos de fusin y ebullicinson, respectivamente, 1.660 C y 3.287 C. Posee una alta resistencia mecnica y a la corrosin, propie-dades stas que justifican la mayor parte de sus aplicaciones.

El titanio se obtiene industrialmente a partir de la ilmenita y del rutilo, mediante el llamado proceso de

Kroll. La mena se calienta al rojo, aadiendo carbn y haciendo pasar cloro, con lo que se forma tetraclo-ruro de titanio, que una vez purificado se reduce con magnesia a 800C en atmsfera inerte de argn ohelio:

TiCl4 + 2 Mg 2 MgCl2+ Ti

El titanio obtenido se recalienta a 1.000 C para eliminar el exceso de magnesia y luego se somete aprocesos de purificacin.

Reduciendo la ilmenita con carbn en un horno elctrico se obtiene ferrotitanio, una aleacin que se em-plea en soldadura y para fabricar aceros especiales. El titanio forma aleaciones con muchos metales,entre los que destacan el aluminio, el estao, el vanadio y el molibdeno.

Debido a su resistencia mecnica alta y a su densidad relativamente baja, el titanio se emplea enmuchas ocasiones como sustituto del aluminio.

Aleado con el aluminio y con el vanadio, se utiliza para fabricar un gran nmero de piezas empleadas en:

Aviones (uno supersnico usa entre 15 y 45 toneladas de aleaciones de titanio). Cpsulas espaciales: la cpsulaApoloera casi totalmente de titanio.

Por su resistencia a la corrosin del agua de mar, se emplea para la construccin de depsitos deagua salada, plantas potabilizadoras y algunas piezas de barcos que exigen tambin resistencia a la trac-cin.

El titanio en la Naturaleza.

El titanio es el noveno elemento en orden de abundancia en la corteza terrestre (0,44 %), aunque nunca se encuen-tra en estado libre, sino formando parte de minerales como el rutilo (TiO2), la ilmenita (FeTiO3), o la esfena (CaO TiO2 SiO2).A pesar de su abundancia en la Naturaleza, es un metal muy caro debido a las dificultades que ofrece su obtencin.

Otras aplicaciones del titanio.

Por su relativa inercia a reaccionar con otros elementos, el titanio se utiliza actualmente como sustituto de huesos ycartlagos en ciruga, as como para construir tuberas y tanques empleados en la elaboracin de alimentos.Se usa tambin en metalurgia para eliminar el oxgeno y el nitrgeno en metales fundidos (desoxidante y desnitro-genante), aumentando de esta forma su tenacidad.

7.6. Magnesio.

El magnesio es un metal de color blanco plateado. Sus puntos de fusin y ebullicin son, respectivamen-te, 650 C y 1.110C.

Su densidad es muy baja (1,74 g/cm3), siendo el metal de uso industrial ms ligero. Por eso, se dice quelas aleaciones de magnesio son ultraligeras; aunque su resistencia mecnica es moderada, debido a subaja densidad poseen una resistencia mecnica especfica (resistencia mecnica dividida entre la densi-dad) elevada, superior a la de los mejores aceros y semejante a la de las aleaciones de titanio y aluminio.

Su mdulo elstico es bajo; por ello, se hace preciso alearlo, aunque su resistencia mecnica sea acepta-ble.

En la actualidad se obtiene principalmente por electrlisis de cloruro de magnesia anhidro fundido, al quese le aade cloruro de sodio o de potasio para reducir su punto de fusin e incrementar la conductividad.


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La caldera -de hierro colado o de acero- sirve de ctodo, mientras que el nodo est constituido por unabarra de grafito. El magnesio que sube a la superficie, ya que tiene menos densidad que la mezcla desales fundidas, se retira cada cierto tiempo con una cuchara.

Otros mtodos, aunque menos utilizados, para la obtencin del magnesio son los siguientes:

Por reduccin del xido de magnesio con carbn a la temperatura del arco elctrico ( mtodo deHansgirg): MgO + C Mg + CO

Por reduccin del xido de magnesia con ferrosilicio (aleacin de silicio e hierro) en el vaco(mtodo de Pidgeon). El hierro no toma parte en la reaccin y sta transcurre de la manera si-guiente:

2 MgO + Si 2 Mg + SiO2

El magnesio se caracteriza por su afinidad por el oxgeno, con el que se combina en caliente de formaespontnea, produciendo xido de magnesio (MgO) con desprendimiento de luz y calor. A pesar de ello,y al igual que suceda en el aluminio, cuando se expone al aire se oxida solo superficialmente, formndo-se una capa protectora de hidrxido de magnesia, [Mg(OH)2], que evita que el resto del material se oxi-

de. Sin embargo, esta proteccin no es tan eficaz como la del aluminio, por lo que a veces se utilizanagentes antioxidantes que impiden que la capa que se forma adquiera, con el paso del tiempo, un colorgrisceo poco agradable a la vista.

El magnesio forma aleaciones con aluminio y cinc. Ambos elementos endurecen el magnesia y aumentansu aptitud para el moldeo; adems, el cinc mejora su resistencia a la corrosin.

Como elementos secundarios, en las aleaciones de magnesio figuran el manganeso y el circonio. El man-ganeso aumenta la resistencia a la corrosin del magnesia, sobre todo si tiene impurezas de hierro; elcirconio afina el tamao del grano y mejora, por lo tanto, las propiedades mecnicas de la aleacin.

El magnesio y sus aleaciones se emplean en la industria debido a sus propiedades:

Por su afinidad con el oxgeno, se utilizan como desoxidantes en la obtencin del cobre, cinc ynquel. Tambin se emplean como agentes desulfurantes.

Por la luz y el calor que desprenden al arder , se empleaban en otro tiempo en fotografa, en lafabricacin de bombas incendiarias imposibles de apagar con agua y, tambin, en pirotecnia y para reali-zar seales luminosas.

Por su ligereza, se emplean aleaciones de magnesio y aluminio (duraluminio y magnalio) en lasindustrias aeronutica y automovilstica.

Ya que no producen chispas al ser golpeadas, se utilizan para la fabricacin de vagonetas destinadasal transporte de explosivos.

Breve historia del magnesio.

En 1695, Grew, investigando los minerales del manantial de Epsom (Inglaterra), aisl la sustancia llamada salesde Epsom, hoy conocida como sulfato de magnesio. En 1755, Black consider al magnesio como un elemento, aunque sin llegar a obtenerlo. En 1808 fue obtenido electrolticamente por primera vez por el qumico britnico Humphry Davy.


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Minerales de magnesio.

El magnesio ocupa el octavo lugar en abundancia (2,09%) en la corteza terrestre. En la Naturaleza se presenta com-binado con otros elementos, formando parte de los siguientes minerales: Dolomita o doloma, carbonato de calcio-magnesio [CaMg(CO3)2]. Cuando se trata con cido sulfrico, se obtienensulfato de calcio (yeso) y sulfato de magnesio (sales de Epsom). Calcinada, se emplea como material refractario en elrevestimiento de convertidores para la produccin de acero a partir del arrabio. Magnesita, carbonato de magnesio (MgCO3). Igualmente se emplea en revestimientos y como material aislante.

Carnalita, cloruro de magnesio-potasio hexahidratado (KMgCl36H2O).El magnesio tambin se encuentra presente en el agua de mar, en forma de sales disueltas como, por ejemplo, elcloruro de magnesio.

7.7. Berilio.

Es un metal frgil de color gris. Su nombre procede del de su principal mineral: el berilo. Sus puntos defusin y ebullicin son, respectivamente, 1.287 C y 2.770 C, y su densidad es de 1,85 g/cm3. Al oxidar-se en contacto con el aire, se forma una capa protectora, al igual que sucede en el caso del aluminio. Seatribuye a esta capa la capacidad que posee el berilio para rayar el vidrio.

Si est completamente puro, es maleable; pero si en l existen impurezas de hierro o de silicio, se vuelve

quebradizo.La principal aplicacin del berilio es como aleante de otros metales, a los que proporciona generalmentemayor resistencia a la corrosin, mayor dureza y mejores propiedades aislantes. Sin embargo, por ser unmetal raro y escaso, su utilizacin se encuentra muy limitada, a pesar de las excelentes caractersticas desus aleaciones. Algunas de ellas, por su ligereza y pequeo coeficiente de dilatacin, se emplean en lafabricacin de piezas de aviones.

El berilio puro se utiliza, en pequeas cantidades, para la fabricacin de tubos de rayos X y junto con suxido, la berilia, como moderador de neutrones en los reactores nucleares.

A pesar de que el manejo de los productos derivados del berilio carece de peligro, los humos y el polvoque se liberan durante su produccin resultan altamente txicos. Por ello, en estos procesos se debenadoptar las medidas de seguridad oportunas.

Adems de emplearse en aviones y tubos de rayos X, el berilio y su xido se utilizan cada vez ms enordenadores y en equipos lser y de televisin.

Breve historia del berilio.

En 1797 Vauquelin descubri el xido de berilio, al analizar una variedad de esmeralda del Per. En 1828 Friedrich Whler y Antoine Alexandre Brutus Bussy lo aislaron por vez primera, trabajando independiente-mente el uno del otro.


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8. ACTIVIDADES DE SNTESIS.

1. Qu propiedades generales poseen los metales no ferrosos? Qu aplicaciones se derivan de esaspropiedades?2. Describe las propiedades y aplicaciones del cobre. Cita algunas de sus aleaciones ms importantes.3. Describe el refino electroltico del cobre. Adnde van a parar las impurezas que lo acompaan?4. Existen distintos tipos de bronces, si bien todos ellos contienen cobre y estao. En qu se diferencian

estos bronces? Cules son sus aplicaciones?5. Explica brevemente la metalurgia y el refino del estao.6. En qu consiste el galvanizado del hierro? De qu maneras se puede llevar a cabo? Qu ventajasreporta?7. Las aleaciones de cobre y cinc se conocen con el nombre de latones. Qu tipos de latones conoces?En qu se diferencian? Qu aplicaciones poseen?8. Qu son las aleaciones antifriccin? Qu metales las constituyen? Para qu se utilizan?9. Define correctamente los siguientes trminos: a) corindn; b) tostacin; c) mena; d) maleabilidad; e)electrlisis.10. Explica con detalle los procesos metalrgicos que permiten obtener aluminio a partir de la bauxita.Cmo se separan las impurezas existentes en el mineral? Cmo se purifica el aluminio obtenido?11. Cules son los motivos por los que se utiliza el cobre preferentemente al aluminio para fabricar ca-

bles de conduccin elctrica? Justifica tu respuesta basndote en las conductividades elctricas, densida-des y precios de ambos metales. Y si la conduccin es area de alta tensin?12. Qu metales se obtienen a partir de sus minerales por tostacin y posterior reduccin? Qu seme-

janzas existen entre ellos? Qu conclusiones se pueden obtener?13. Justifica razonadamente la certeza o falsedad de las siguientes afirmaciones.

a) Todas las aplicaciones prcticas del aluminio se basan en su reducida densidad.b) Las cpsulas espaciales y las prtesis quirrgicas se construyen de titanio.c) De los barros andicos se obtiene cobre de una gran pureza.

14. Haz una relacin de objetos metlicos existentes en tu casa, indicando en cada caso el metal o laaleacin que los constituye.15. Indica qu metales se utilizan para construir:- filamentos de bombillas de incandescencia;- canalones;- redes de distribucin elctrica;- botes de refrescos;

- prtesis quirrgicas;- flash en fotografa;- hojalata.

16. Asocia cada metal con sus minerales correspondientes. Metales: aluminio, berilio, cinc, cobalto, cobre, cromo, estao, magnesio, plomo, titanio, wolframio. Minerales: anglesita, azurita, bauxita, berilo, blenda, calcopirita, calcosina, carnalita, casiterita, cerusita,cianita, cincita, cobaltina, corindn, crocota, cuprita, disporo, dolomita, esfena, esmaltina, franklinita,galena, hemimorfita, ilmenita, magnesita, malaquita, minio, silimanita, smithsonita, rutilo, wolframita.17. Asocia cada aleacin con los metales que la constituyen.Aleaciones: bronce, duraluminio, invar, metal de imprenta, metal de soldar, metal monel, zamak. Metales: aluminio, antimonio, cinc, cobalto, cobre, cromo, estao, hierro, magnesio, manganeso,nquel, plomo.


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9. RECURSOS WEB.

Vdeo YouTubeIntroduccin a la metalurgia:http://www.youtube.com/watch?v=ujd_Z2AvxsoVdeo YouTubeLos metales y sus propiedades:http://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&NR=1&v=25ek0VLMgEwVideoMetales:http://www.youtube.com/watch?v=tlw2SRTqNhgBlog Alma de Herrero:http://almadeherrero.blogspot.com.es/search/label/metalurgiaEvolucin histrica de los materiales:https://www.youtube.com/watch?v=EBqBMh-9qU0Evolucin histrica de los materiales:https://www.youtube.com/watch?v=EBqBMh9qU0&list=PLE3A2B8BC792EDF0CClasificacin de los materiales:https://www.youtube.com/watch?v=lNGZ0e4XN5U&list=PLE3A2B8BC792EDF0C&index=68Reciclabilidad de los materiales:https://www.youtube.com/watch?v=UklSNUu0QyA&list=PLE3A2B8BC792EDF0CPgina dedicada al estudio de todos los contenidos del bloque, entre ellos: introduccin al bloque, propiedades de losmateriales, la madera y sus derivados, el hierro y el acero, metales no frricos, materiales textiles y plsticos, mate-riales cermicos, materiales de construccin y recubrimientos exteriores (pinturas y barnices).http://ntic.educacion.es/w3/recursos/bachillerato/tecnologia/manual/materiales/intro.htmClasificacin de los materiales (alto nivel).http://www.etsimo.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion1.CERAMICAS.TiposMATERIALES.pdfMateriales de uso tcnico:http://tecnologia-jesusmolina.blogspot.com.es/search/label/Materiales%20de%20uso%20t%C3%A9cnicoEn este enlace al blog Aula de Tecnologas, se puede encontrar informacin variada sobre Materiales:

http://auladetecnologias.blogspot.com.es/search/label/materialesLa materia en Proyecto Newton del ITE (Ministerio de Educacin):http://newton.cnice.mec.es/newton2/Newton_pre/conceptos.php?pulsado=materia2Esquema ejemplo del Tema de Materiales:http://www.tecnosefarad.com/wp-content/archivos/bach_1/materiales/introduccion.pdfTema de Materiales, en la web de Educacin Permanente de la Junta de Andaluca:http://www.juntadeandalucia.es/educacion/permanente/materiales/index.php?mat=27&unidad=3#spaceNaturaleza cristalina de los materiales:http://www2.ing.puc.cl/~icm2312/apuntes/materiales/index.htmlPortal METALES&METALURGIA:http://www.tecnipublicaciones.com/metales/default.aspEn este enlace puedes estudiar ensayos:http://www2.ing.puc.cl/~icm2312/apuntes/index.htmlCIENCIA DE LOS MATERIALES:https://www.youtube.com/playlist?list=PLB82228356728B994En el enlace a Materiales de esta pgina, se pueden encontrar informacin sobre todo tipo de materiales tratados eneste Bloque.http://www.kalipedia.com/tecnologiaUnidades Didcticas sobre Materiales de Uso Tcnico.

http://iesvillalbahervastecnologia.wordpress.com/tag/materiales-de-uso-tecnico/http://tecnologiafuentenueva.wikispaces.com/file/view/materiales-de-uso-tecnico-lamadera.pdfhttp://www.tecnosefarad.com/wp-content/archivos/eso_1/unid_didacticas/ud_03_materiales.pdfhttp://wikitecno.wikispaces.com/file/view/u5_materiales_de_uso_tecnico.pdfhttp://www.tecnotic.com/node/192Presentacin que muestra una idea global del Bloque 3.http://iesitaza.educa.aragon.es/DAPARTAM/Tecnol/Documentos/1_eso/Materiales.pptCatlogo fotogrfico de Infoacero:http://www.infoacero.cl/catalogo/index.htmContiene enlaces a webs muy interesantes sobre metales.http://algomasquetecnologia.blogia.com/temas/webs-de-metales.phpEdad de los Metales.http://www.irabia.org/web/sociales1eso/844cubrefe.htmUnidad Didctica Interactiva sobre Metales de la Editorial SM.http://www.librosvivos.net/smtc/homeTC.asp?TemaClave=1122

Blog con informacin sobre los metales. Contiene varios artculos interesantes sobre productos fabricados con meta-les.http://algomasquetecnologia.blogia.com/temas/metales.phpMetales, tcnicas de conformacin (incluye videos).http://tecnotic.wordpress.com/category/tecnologias-2%c2%ba-eso/tema-4-metales/Coleccin de monedas del Banco Santander. A travs de sus ms de 900 piezas de todas las pocas y metales, laColeccin Santander nos permite recorrer e ilustrar paso a paso la Historia monetaria de Espaa, desde las dracmasacuadas en el siglo III a.C. por las colonias griegas peninsulares, hasta la ya desaparecida peseta.http://www.fundacionbancosantander.com/monedas/#/presentacion

Datos sobre la Industria Siderrgica en Espaa.http://www.aim.es/publicaciones/bol2/06_Siderurgia.pdfArtculo sobre la Historia de la Siderurgia en Espaa.http://www.americaeconomica.com/numeros4/256/reportajes/arruti256.htmArtculo sobre Metalurgia en Wikipedia.http://es.wikipedia.org/wiki/MetalurgiaWeb sobre el reciclado.http://www.ecoembes.com/es/Paginas/portada.aspx

Clasificacin de los materiales (incluye composites).http://www.etsimo.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion1.CERAMICAS.TiposMATERIALES.pdfMATERIALES (NUEVOS MATERIALES ACTUALES).http://www.youtube.com/watch?v=jJRQFa49BokGRAFENO: EL MATERIAL DE DIOS.http://www.youtube.com/watch?feature=fvwp&v=Pgt5y3za_Jo&NR=1
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TEMA 13 MATERIALES METÁLICOS_METALES NO FERROSOS