Los Metales

Química. Hierro. Cobre. Aluminio. Plomo. Estaño. Cinc. Niquel. Volframio. Mercurio. Titanio. Magnesio. Minerales. Aplicaciones. Características

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LOS METALES

*HIERRO (Fe)

*Minerales:

Magnetita(60-70%), hematites roja (40-60%), siderita (30-40%), limonita (26-36%), pirita (bajo).

*Aplicaciones:

Se utiliza para obtener láminas metálicas galvanizadas y electroimanes. Los compuestos de hierro se usan en medicina para el tratamiento de la anemia, es decir, cuando desciende la cantidad de hemoglobina o el número de glóbulos rojos en la sangre.

*Características:

Cristaliza en sistema cúbico. Color blanco argénteo, maleable y dúctil. Único metal que puede ser templado. Es muy reactivo químicamente. Se disuelve en ácidos no oxidantes y en ácido nítrico diluido en frío.

*Datos generales:

Densidad: 7.87 g/cm3;

Punto de fusión: 1536 ºC;

Resistividad: 0,13 .mm2/m.

*Fue aislado por primera vez en la prehistoria.

COBRE (Cu)

*Minerales:

Cuprita (88%), malaquita, calcopirita (ambos con un % alto de cobre).

*Aplicaciones:

Cables y líneas de alta tensión exteriores como en el cableado eléctrico en interiores, cables de lámparas y maquinaria eléctrica en general: generadores, motores, reguladores, equipos de señalización, aparatos electromagnéticos y sistemas de comunicaciones.

*Características:

Color rojizo, dúctil y excelente conductor de electricidad; maleable. Se disuelve con facilidad en los ácidos nítrico y sulfúrico concentrados y calientes; es atacado fácilmente por los álcalis.

*Datos generales:

Densidad: 8,920 g/cm3;

Punto de fusión: 1083 ºC;

Resistividad: 0,017 mm2/m.

*Fue aislado por primera vez en 5000 a. C. (aproximadamente).

ALUMINIO (Al)

*Mineral:

Bauxita (65%).

*Aplicaciones:

El metal y sus aleaciones se emplean en la fabricación de utensilios de cocina, cámaras fotográficas, automóviles, ferrocarriles, aviones. También en construcción, planchas para fotograbado, imanes y tecnología criogénica. En polvo se emplea en pinturas y revestimientos protectores, y así mismo como combustible para cohetes e ingrediente de mezclas incendiarias.

*Características:

Es blanco, ligero, blando, dúctil, maleable y posee elevada conductividad, tanto térmica como eléctrica. Presenta una elevada afinidad por el oxígeno (su superficie se oxida rápidamente). Inconveniente: difícil de soldar, sólo puede conseguirse con electrodos de volframio e inyectando argón.

*Datos generales:

Densidad: 2,708 g/cm3;

Punto de fusión: 659,8 º C;

Resistividad (W.mm2/m): 0,026.

*Fue aislado por primera vez en 1821 (en Les-Baux- de- Provence)

PLOMO (Pb)

*Minerales:

Galena (alto % de riqueza), anglesita, cerusita, minio (bajo %).

*Aplicaciones:

Se emplea en grandes cantidades en la fabricación de baterías y en el revestimiento de cables eléctricos. También se utiliza industrialmente en las redes de tuberías, tanques y aparatos de rayos X. Debido a su elevada densidad y propiedades nucleares, se usa como blindaje protector de materiales radiactivos.

*Características:

Metal blando, maleable y dúctil. Si se calienta lentamente puede hacerse pasar a través de agujeros anulares o troqueles. Presenta una baja resistencia a la tracción y es un mal conductor de la electricidad. Color gris azulado y opaco.

*Datos generales:

Densidad: 11'35 g/cm3;

Punto de fusión: 327,3 º C;

Resistividad: 0,22 .mm2/m.

*Fue aislado por primera vez en 500 a. C.

ESTAÑO (Sn)

*Mineral:

Casiterita (bajo % de riqueza).

*Aplicaciones:

El estaño es importante en las aleaciones comunes de bronce (estaño y cobre), en la soldadura (estaño y plomo) y en el metal de imprenta (estaño, plomo y antimonio). También se usa aleado con titanio en la industria aerospacial, y como ingrediente de algunos insecticidas. El sulfuro estaño (IV), conocido también como oro masivo, se usa en forma de polvo para broncear artículos de madera. Se utilizan también en fabricación de hojalata, chapa emplomada, tubos comprimibles, tubos de órganos, amalgamas dentales, tipos de imprenta...

*Características:

Ordinariamente es un metal blanco plateado. Es soluble en ácido e insoluble en agua. La mayoría de sus componentes son tóxicos. Estructura cristalina, poco dúctil pero muy maleable. Estable y resistente a los agentes atmosféricos a temperatura ambiente, puede ser atacado por ácidos y productos alcalinos.

*Datos generales:

Densidad: 7,29 g/cm3;

Punto de fusión: 231,9 º C;

Resistividad: 0,115 .mm2/m.

*Se descubrió el primer yacimiento en el s. XVI.

CINC (Zn)

*Minerales:

Blenda (50%), calamina smithsonita (-50%), calamina willemita (-50).

*Aplicaciones:

Se usa como capa protectora o galvanizador para el hierro y el acero, y como componente de distintas aleaciones, especialmente del latón. Se utiliza en las placas de las pilas (baterías) eléctricas secas, y en las fundiciones a troquel. También se utiliza como rellenado en llantas de goma y como pomada antiséptica en medicina. También se utiliza en tejados, canalones, recipientes, en planchas de litografía y en tubos para órganos.

*Características:

Elemento metálico blanco azulado que tiene muchas aplicaciones industriales. El cinc es uno de los elementos de transición del sistema periódico; su número atómico es 30. El cinc puro es un metal cristalino, insoluble en agua caliente y fría, y soluble en alcohol, en los ácidos y en los álcalis. Es extremadamente frágil a temperaturas ordinarias, pero se vuelve maleable entre los 120 y los 150 °C, y se lamina fácilmente al pasarlo entre rodillos calientes. No es atacado por el aire seco, pero en aire húmedo se oxida, cubriéndose con una película carbonada que lo protege de una posterior corrosión.

*Datos generales:
Densidad: 7,133 g/cm3;

Punto de fusión: 419,5 ºC;

Resistividad: 0,057 .mm2/m.

*Fue aislado por primera vez en 1758.

NIQUEL (Ni)

*Minerales:

Niquelina (-6%), garnierita (-6%).

*Aplicaciones:

El níquel se emplea como protector y como revestimiento ornamental de los metales; en especial de los que son susceptibles de corrosión como el hierro y el acero. Aporta dureza y resistencia a la corrosión en el acero. El acero de níquel, que contiene entre un 2% y un 4% de níquel, se utiliza en piezas de automóviles, como ejes, cigüeñales, engranajes, llaves y varillas, en repuestos de maquinaria y en placas para blindajes. El níquel es también un componente clave de las baterías de níquel-cadmio. Se usa como catalizador y en la hidrogenización de aceites vegetales.

*Características:

Elemento metálico magnético, de aspecto blanco plateado, utilizado principalmente en aleaciones. Es un metal duro, maleable y dúctil, que puede presentar un intenso brillo. Tiene propiedades magnéticas por debajo de 345 °C. El níquel metálico no es muy activo químicamente. Es soluble en ácido nítrico diluido, y se convierte en pasivo (no reactivo) en ácido nítrico concentrado. No reacciona con los álcalis.

*Datos generales:

Densidad: 9 g/cm3;

Punto de fusión: 1453 º C;

Resistividad: 0,078 .mm2/m.

*Fue aislado por primera vez en 1751 por Axel F. Cronstedt.

VOLFRAMIO (W)

*Minerales:

Wolframita (elevado % de riqueza), scheelita (bajo % de riqueza).

*Aplicaciones:

Elemento metálico con un punto de fusión más alto que cualquier otro metal. El volframio puro es dúctil y de color blanco plateado; presenta un aspecto duro y frágil, de color gris acero. El volframio es insoluble en alcohol y en agua caliente o fría, ligeramente soluble en ácido nítrico y amoníaco, y soluble en hidróxido de potasio concentrado y caliente.

*Características:

Los principales usos del volframio son los filamentos de las lámparas incandescentes, los alambres en hornos eléctricos y la producción de aleaciones de acero duras y resistentes. También se utiliza en la fabricación de bujías de encendido, contactos eléctricos, herramientas de corte y placas en tubos de rayos X.

*Datos generales:

Densidad: 19,26 g/cm3;

Punto de fusión: 3380 ºC;

Resistividad: 0,055 .mm2/m.

*Fue aislado por primera vez en 1783 por Juan José y Fausto Elhuyar.

MERCURIO (Hg)

*Mineral:

Cinabrio (elevado % de riqueza).

*Aplicaciones:

Se utiliza en termómetros, en las bombas de vacío, barómetros, interruptores y rectificadores eléctricos. Las lámparas de vapor de mercurio se utilizan como fuente de rayos ultravioletas en los hogares y para esterilizar agua. El vapor de mercurio se usa en lugar del vapor de agua en las calderas de algunos motores de turbina.

*Características:

A temperatura ordinaria, el mercurio es un líquido brillante, denso, de color blanco plateado. Es ligeramente volátil a temperatura ambiente. Se disuelve en ácido nítrico y en ácido sulfúrico concentrados, pero es resistente a los álcalis.

*Datos generales:

Densidad: 13,546 g/cm3;

Punto de fusión: -38,89 ºC;

Resistividad: 0,957 .mm2/m.

*Fue aislado por primera vez en 320 a. C. por Teofrasto de Ereso.

TITANIO (Ti)

*Minerales:

Rutilo (elevado % de riqueza), ilmenita.

*Aplicaciones:

Aleado con aluminio y vanadio, se utiliza en los aviones. El titanio se usa ampliamente en misiles y cápsulas espaciales. Otras aleaciones comunes de titanio son: el ferrocarbono titanio, que se obtiene reduciendo la ilmenita con coque en un horno eléctrico; el cuprotitanio, que se produce por la reducción de rutilo al que se ha añadido cobre, y el manganotitanio, que se obtiene reduciendo el rutilo al que se ha añadido manganeso u óxidos de manganeso. Es eficaz como sustituto de los huesos y cartílagos en cirugía, así como para las tuberías y tanques que se utilizan en la elaboración de los alimentos. En metalurgia, las aleaciones de titanio se usan como desoxidantes y desnitrogenantes para eliminar el oxígeno y el nitrógeno de los metales fundidos. El dióxido de titanio (conocido como titanio blanco), es un pigmento blanco y brillante que se utiliza en pinturas, lacas, plásticos, papel, tejidos y caucho.

*Características:

Elemento metálico blanco plateado, brillante, ligero, muy duro y de gran resistencia mecánica que se usa principalmente para preparar aleaciones ligeras y fuertes. El titanio sólo es soluble en ácido fluorhídrico y en ácidos en caliente como el sulfúrico; en ácido nítrico no es soluble ni en caliente. El metal es extremadamente frágil en frío, pero es muy maleable y dúctil al rojo vivo moderado. Soporta muy bien la corrosión de los agentes atmosféricos.

*Datos generales:

Densidad: 4,43 g/cm3;

Punto de fusión: 1812 ºC;

Resistividad: 0,80 .mm2/m.

*Fue aislado por primera vez en 1791 por William Gregor.

MAGNÉSIO (Mg)

*Minerales:

Cloruro de magnesio, silicatos de Mg: sepiolita, olivino, asbesto, serpentina, talco.

*Aplicaciones:
Las aleaciones de magnesio presentan una gran resistencia a la tracción. Cuando el peso es un factor a considerar, el metal se utiliza aleado con aluminio o cobre en fundiciones para piezas de aviones; en miembros artificiales, aspiradoras e instrumentos ópticos, y en productos como esquíes, carretillas, cortadoras de césped y muebles para exterior. El metal sin alear se utiliza en flashes fotográficos, bombas incendiarias y señales luminosas, como desoxidante en la fundición de metales y como afinador de vacío, una sustancia que consigue la evacuación final en los tubos de vacío.

*Características:

Elemento metálico blanco plateado, relativamente no reactivo. El magnesio es maleable y dúctil cuando se calienta. Exceptuando el berilio, es el metal más ligero que permanece estable en condiciones normales. El oxígeno, el agua o los álcalis no atacan al metal a temperatura ambiente. Reacciona con los ácidos, y cuando se calienta a unos 800 ºC reacciona también con el oxígeno y emite una luz blanca radiante. Inalterable en aire seco pero la humedad provoca la aparición de una capa de carbonato muy porosa que no protege a las metas por lo que llega a corroerse por completo.

*Datos generales:

Densidad: 1,74 g/cm3;

Punto de fusión: 651 º C;

Resistividad: 0,80 .mm2/m.

*Fue aislado por primera vez en 1808 por Humphry Davy.

BIBLIOGRAFÍA

•Diccionario Enciclopédico Salvat (edición de 1987).

•Diccionario Enciclopédico Microsoft Encarta 98,99.

•Diccionario Enciclopédico Larousse 2000.

•Tecnología Industrial I, editorial Edebé (1998).