Presentación: Metales no ferrosos (1º bachillerato)


Metales no ferrososVersión en línea Metales no ferrosos por Gisel Mazzamati 1 Clasificación Se pueden dividir en tres grupos. Metales no ferrosos pesados: Son aquellos cuya densidad es igual o mayor a 5 gr/cm3. Se encuentran en este grupo el cobre, el estaño, el plomo, el cinc, el níquel, el cromo y el cobalto. Metales no ferrosos ligeros: Tienen una densidad comprendida entre 2 y 5 gr/cm3. Los más utilizados son el aluminio y el titanio. Metales no ferrosos ultraligeros: Su densidad es menor a 5 gr/cm3. Se encuentran en este grupo el berilio y el magnesio, aunque el primero de ellos raramente se encuentra en estado puro, sino como elemento de aleación. 2 Cobre Las propiedades de este metal son: • Es uno de los metales no ferrosos de mayor utilización. • Tiene un color rojo-pardo. • Su conductividad eléctrica es elevada (solo superada por la plata) • Su conductividad térmica también es elevada. • Es un metal bastante pesado, su densidad es 9 5 gr/cm3. • Resiste muy bien la corrosión y la oxidación. • Es muy dúctil y maleable. 3 Obtención del cobre Existen dos métodos de obtención del cobre: Vía húmeda: Se emplea solamente cuando el contenido de cobre en el mineral es muy reducido (menos de un 10%). Consiste en triturar todo el mineral y añadirle ácido sulfúrico y aplicar a la mezcla el proceso de electrolisis (es decir, aplicar una corriente continua introduciendo dos electrodos en la mezcla). Vía seca: Se emplea solamente cuando el contenido de cobre supera el 10%. 4 Aluminio Las propiedades de este metal son: Es un metal muy ligero y muy resistente a la oxidación. Es un buen conductor eléctrico y del calor. Es muy dúctil y maleable. Obtención del aluminio El método de extracción tiene dos fases: Se emplea un método llamada Bayer y después se combina con la electrólisis: 1. Se tritura y muele el mineral hasta reducirlo a polvo 2. Se mezcla el polvo con sosa caustica, cal y agua caliente. 3. La sosa disuelve la bauxita, separándose los residuos en el decantador. 4. El material útil se llama alúmina, al cual debe eliminarse todo el agua que posea y refrigerarse. Hasta aquí el método Bayer. 5. Para obtener el aluminio, se disuelve la alúmina en una sustancia llamada criolita a una temperatura de 1000 ºC y se somete a un proceso de electrolisis que descompone el material en aluminio. 5 Zinc Sus propiedades son: Resistente a la corrosión y a la oxidación , pero poco resistente contra ácidos y sales Tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales. A temperatura ambiente es quebradizo, pero entre 100 y 150 °C es muy maleable. Se obtiene por los mismos métodos que el cobre. Las presentaciones comerciales del Zinc más usuales suelen ser en forma de aleación, en estado puro, como recubrimiento de piezas de metal y en forma de óxido. 6 Estaño Las características principales del estaño son: • El estaño puro tiene un color muy brillante. A temperatura ambiente se oxida y pierde el brillo exterior. • A temperatura ambiente es muy maleable y blando, y pueden obtenerse hojas de papel de estaño de algunas décimas de milímetro de espesor. Sin embargo, en caliente es frágil y quebradizo. • Enfermedad o peste del estaño: Por debajo de –18 °C empieza a descomponerse y a convertirse en un polvo gris. • Grito del estaño: Cuando se dobla se oye un crujido. 7 Otros metales no ferrosos pesados Además de los metales no ferrosos existen otros, entre los que cabe resaltar: Cromo: color grisáceo acerado, duro, resiste la oxidación y corrosión, se emplea como cromado brillante y cromado duro. Níquel: color plateado y brillante, magnético, también resistente a la oxidación y corrosión, se emplea para fabricar aceros inoxidables. Wolframio o tungsteno: tiene un punto de fusión muy alto, se emplea para filamentos de bombillas etc. Cobalto: propiedades análogas al níquel, no magnético, se utiliza para endurecer aceros. 8 Metales no ferrosos ligeros El aluminio es el metal más abundante de la naturaleza. No se encuentra en la naturaleza en estado puro. El mineral del que se obtiene, se llama bauxita Características: ligero e inoxidable, buen conductor de la electricidad El método de Bayer es el proceso de obtención de aluminio mas empleado por resultar el más económico El aluminio se utiliza normalmente aleado con otros metales con objeto de mejorar su dureza y resistencia 9 Titanio Es abundante en la naturaleza. Su extracción es un proceso complejo. A día de hoy los minerales de los que se obtiene son el rutilo y la ilmenita . Sus características son: metal blanco plateado que resiste mejor la oxidación y la corrosión que el acero inoxidable. Se emplea en la fabricación de estructuras y elementos de máquinas en aeronáutica Para su obtención se emplea el método Kroll que consta de cloración, transformación y obtención. 10 Metales ultraligeros *El magnesio* Los minerales más importantes del magnesio son: carnalita, dolomita y magnesita. Sus características: inflamable, maleable, más resistente que el aluminio. Se emplea en aeronáutica. Existen dos métodos de obtención: electrolisis y por reducción.

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Clasificación

Se pueden dividir en tres grupos.

Metales no ferrosos pesados: Son aquellos cuya densidad es igual o mayor a 5 gr/cm3. Se encuentran en este grupo el cobre, el estaño, el plomo, el cinc, el níquel, el cromo y el cobalto.
Metales no ferrosos ligeros: Tienen una densidad comprendida entre 2 y 5 gr/cm3. Los más utilizados son el aluminio y el titanio.
Metales no ferrosos ultraligeros: Su densidad es menor a 5 gr/cm3. Se encuentran en este grupo el berilio y el magnesio, aunque el primero de ellos raramente se encuentra en estado puro, sino como elemento de aleación.

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Cobre

Las propiedades de este metal son:

• Es uno de los metales no ferrosos de mayor utilización.

• Tiene un color rojo-pardo.

• Su conductividad eléctrica es elevada (solo superada por la plata)

• Su conductividad térmica también es elevada.

• Es un metal bastante pesado, su densidad es 9 5 gr/cm3.

• Resiste muy bien la corrosión y la oxidación.

• Es muy dúctil y maleable.

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Obtención del cobre

Existen dos métodos de obtención del cobre:

Vía húmeda: Se emplea solamente cuando el contenido de cobre en el mineral es muy reducido (menos de un 10%). Consiste en triturar todo el mineral y añadirle ácido sulfúrico y aplicar a la mezcla el proceso de electrolisis (es decir, aplicar una corriente continua introduciendo dos electrodos en la mezcla).
Vía seca: Se emplea solamente cuando el contenido de cobre supera el 10%.

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Aluminio

Las propiedades de este metal son:

Es un metal muy ligero y muy resistente a la oxidación.
Es un buen conductor eléctrico y del calor.
Es muy dúctil y maleable.

Obtención del aluminio

El método de extracción tiene dos fases: Se emplea un método llamada Bayer y después se combina con la electrólisis:

1. Se tritura y muele el mineral hasta reducirlo a polvo 2. Se mezcla el polvo con sosa caustica, cal y agua caliente. 3. La sosa disuelve la bauxita, separándose los residuos en el decantador. 4. El material útil se llama alúmina, al cual debe eliminarse todo el agua que posea y refrigerarse. Hasta aquí el método Bayer. 5. Para obtener el aluminio, se disuelve la alúmina en una sustancia llamada criolita a una temperatura de 1000 ºC y se somete a un proceso de electrolisis que descompone el material en aluminio.

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Zinc

Sus propiedades son:

Resistente a la corrosión y a la oxidación , pero poco resistente contra ácidos y sales
Tiene el mayor coeficiente de dilatación térmica de todos los metales.
A temperatura ambiente es quebradizo, pero entre 100 y 150 °C es muy maleable.

Se obtiene por los mismos métodos que el cobre.

Las presentaciones comerciales del Zinc más usuales suelen ser en forma de aleación, en estado puro, como recubrimiento de piezas de metal y en forma de óxido.

6

Estaño

Las características principales del estaño son:

• El estaño puro tiene un color muy brillante. A temperatura ambiente se oxida y pierde el brillo exterior.

• A temperatura ambiente es muy maleable y blando, y pueden obtenerse hojas de papel de estaño de algunas décimas de milímetro de espesor. Sin embargo, en caliente es frágil y quebradizo.

• Enfermedad o peste del estaño: Por debajo de –18 °C empieza a descomponerse y a convertirse en un polvo gris.

• Grito del estaño: Cuando se dobla se oye un crujido.

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Otros metales no ferrosos pesados

Además de los metales no ferrosos existen otros, entre los que cabe resaltar:

Cromo: color grisáceo acerado, duro, resiste la oxidación y corrosión, se emplea como cromado brillante y cromado duro.

Níquel: color plateado y brillante, magnético, también resistente a la oxidación y corrosión, se emplea para fabricar aceros inoxidables.

Wolframio o tungsteno: tiene un punto de fusión muy alto, se emplea para filamentos de bombillas etc.

Cobalto: propiedades análogas al níquel, no magnético, se utiliza para endurecer aceros.

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Metales no ferrosos ligeros

El aluminio es el metal más abundante de la naturaleza. No se encuentra en la naturaleza en estado puro. El mineral del que se obtiene, se llama bauxita

Características: ligero e inoxidable, buen conductor de la electricidad

El método de Bayer es el proceso de obtención de aluminio mas empleado por resultar el más económico

El aluminio se utiliza normalmente aleado con otros metales con objeto de mejorar su dureza y resistencia

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Titanio

Es abundante en la naturaleza. Su extracción es un proceso complejo. A día de hoy los minerales de los que se obtiene son el rutilo y la ilmenita .

Sus características son: metal blanco plateado que resiste mejor la oxidación y la corrosión que el acero inoxidable. Se emplea en la fabricación de estructuras y elementos de máquinas en aeronáutica

Para su obtención se emplea el método Kroll que consta de cloración, transformación y obtención.

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Metales ultraligeros

El magnesio

Los minerales más importantes del magnesio son: carnalita, dolomita y magnesita.

Sus características: inflamable, maleable, más resistente que el aluminio. Se emplea en aeronáutica.

Existen dos métodos de obtención: electrolisis y por reducción.

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