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SELENA MATEOS ACOSTA 1ºC BACH 1.¿Qué son los metales? Los metales son los elementos químicos capaces de conducir la electricidad y el calor, que exhiben un brillo característico y que, con la excepción del mercurio, resultan sólidos a temperatura normal. El concepto se utiliza para nombrar a elementos puros o a aleaciones con características metálicas.Se diferencian de los no metales que los metales disponen de baja energía de ionización y baja electronegatividad. 2.¿Qué es un mineral, mena y ganga? Un mineral es un cuerpo producido por procesos de naturaleza inorgánica, con una composición química característica y una estructura cristalina, que generalmente suele presentarse en formas o contornos geométricos. Se encuentran en formas muy diversas en la naturaleza ya que pueden ser de un sólo elemento, como el azufre nativo, oro, plata, cobre, o una combinación de varios, como algunos compuestos químicos como el cuarzo, que está formado por silicio y oxígeno, otro ejemplo es la carnotita, mineral del que se obtiene el elemento uranio, ya que contiene cinco elementos básicos: potasio, uranio, oxígeno, vanadio e hidrógeno. Una mena de un elemento químico, generalmente un metal, es un mineral del que se puede extraer aquel elemento porque lo contiene en cantidad suficiente para poderlo aprovechar. Así, se dice que un mineral es mena de un elemento químico, o más concretamente de un metal, cuando mediante un proceso de extracción a base de minería se puede conseguir ese mineral a partir de un yacimiento y luego, mediante metalurgia, obtener el metal a partir de ese mineral. Asociado al concepto de mena, está el de ganga. Se llama así al conjunto de todos los minerales sobrantes que se encuentran asociados a la mena en la roca extraída en un yacimiento. La ganga hace que la ley del metal disminuya, por lo que es necesario separarla de la mena, como primera etapa en la concentración y obtención del metal. 3.¿Cómo se realiza la extracción de los minerales? Los minerales se obtienen de yacimientos en Minas. En los yacimientos, en las minas, se extrae tanto el material que interesa económicamente, que se llama mena, como una gran parte de material que lo acompaña, que generalmente no se utiliza y que se llama ganga.
- Minas Subterráneas : Tienen un sistema de pozos de descenso a las galerías horizontales. El mineral se extrae perforando la roca o por voladura controlada. El mineral es cargado en vagonetas y sacado al exterior. Estas minas no alteran mucho el
paisaje, pero son más peligrosas por lo penoso del trabajo y los peligros de derrumbe y explosiones en algunos casos.
- Minas a cielo abierto : Se explotan mediante terrazas en espiral. El mineral se perfora o se vuela y es cargado en camiones. En ocasiones se tritura y se traslada mediante cintas transportadoras. 4.¿Qué es la metalurgia? La metalurgia es el arte de extraer metales de sus menas, refinarlos y prepararlos para su uso. El proceso consiste en modificar la naturaleza química de los minerales para separar el metal de sus compuestos sulfúricos, óxidos, silicatos o carbonatos 5.¿Qué es la siderurgia? La siderurgia es la técnica del tratamiento del mineral de hierro. Lo que busca es la obtención de distintos tipos de hierros o de sus aleaciones, como es el caso del acero. El proceso de transformación del mineral de hierro empieza en su extracción en las minas de este material. 6.¿Cómo se clasifican los metales? Los metales pueden dividirse en dos grupos principales: los metales ferrosos son aquellos que contienen hierro y metales no ferrosos que son los
que no contienen hierro.
7.¿A qué denominamos metales ferrosos? Son aquellos conformados por el Hierro y sus aleaciones. Este es un concepto metalúrgico ya que es muy difícil encontrar metales puros en la naturaleza. Las fundiciones ricas en hierro están en este grupo además del hierro forjado o dulce. Son muy duros y poseen alta resistencia a la tensión. Son muy utilizados debido a su abundancia, aunque tienen las desventajas de ser muy duros para trabajar, su alta densidad los hace muy pesados y se oxidan con facilidad, por lo que son de difícil mantenimiento. 8.¿A que denominamos metales no ferrosos? Son aquellos que tienen poca presencia de hierro en su estado natural. Al extraer metales de las minas es necesario separarlos de otros minerales como el hierro. Se puede decir que todos los metales que se hallan en la tabla periódica son no ferrosos, con la excepción lógica del hierro.Desde el punto de vista de la metalurgia, los que más interesan son el cobre, aluminio, estaño, níquel, plomo y aleaciones que no contienen hierro, como el latón.
metal en los enchufes y los filamentos de cable metálico de las bombillas eléctricas. A los materiales que permiten que el calor pase fácilmente a través de ellos se los denomina conductores térmicos, pueden ser de gran utilidad cuando es necesario enfriar o calentar objetos rápidamente. Y los materiales aislantes son aquellos que no permiten el movimiento de cargas eléctricas ni térmicas por su interior. 12.¿Los metales permiten el paso de la corriente eléctrica?¿Por qué? Sí, Por el tipo de átomos que los conforman. Todos los materiales poseen en sus átomos partículas positivas llamadas protones y partículas negativas llamadas electrones que, como su nombre indica, son las que transportan la electricidad. Pues bien, todos los metales tienen una estructura atómica tan estable que cuando la electricidad contacta con dicho material los electrones fluyen sin problemas de un extremo a otro del metal. 13.¿Cuál es la propiedad química más importante de los metales? Los metales tienen la propiedad química de oxidarse por pérdida de electrones, la reacción la realizan cuando se combinan con el oxígeno formando óxidos metálicos (óxidos básicos), los que a su vez reaccionan con el agua produciendo hidróxidos (bases o álcalis). 14.¿Cuál es el metal más utilizado actualmente? El hierro es el metal más usado en la industria, constituye el 95% de la producción mundial de metales. 15.¿Qué es una aleación? Se conoce como aleación a la combinación de dos o más elementos, de los cuales al menos uno es un metal, para constituir un nuevo material que tenga las propiedades de sus componentes. Suelen considerarse, por lo general, como mezclas, dado que no se producen reacciones químicas entre los elementos constituyentes, es decir, no se forman enlaces entre sus átomos, ni cambia la constitución de sus moléculas. 16.Nombra los minerales más importantes que contienen hierro. Los minerales más utilizados en la actualidad son dos óxidos, la hematita y magnetita, la limonita, que es un hidróxido de hierro y la siderita o carbonato de hierro. 17.¿Cómo se clasifican los metales ferrosos? Son aquellos que contienen hierro como elemento base y pueden llevar pequeñas proporciones de otros. Se clasifican en:
hierro:la concentración de carbono es inferior al 0’03% (es frágil y quebradizo) acero:la concentración de carbono está entre el 0’03% y el 1’76% (es muy duro, tenaz y resistente a la tracción) y fundiciones:a concentración de carbono está entre el 1’76% y el 6’67% (es muy duro y resistente al desgaste) 18.Realiza un cuadro donde se indique metal ferroso, constitución, propiedades y aplicaciones. Metal ferroso Constitución Propiedades Aplicaciones ACERO INOXIDABLE Es una aleación de hierro y carbono que contiene por definición un mínimo de 10,5% de cromo. Algunos tipos de acero inoxidable contienen además otros elementos aleantes. Los principales son el níquel y el molibdeno. Mayor resistencia a la corrosión. Mayor resistencia Criogènica. Mayor índice de endurecimiento mecánico. Mayor resistencia a las altas temperaturas. Mayor ductilidad. Mayor fuerza y dureza. Una apariencia más linda y atractiva. Requieren menor mantenimiento. Cubiertos y utensilios de cocina. ... Química industrial, procesamiento de gas y petróleo. ... Generación de energía. ... Producción de alimentos. ... Arquitectura, edificios y construcciones. ... Aplicaciones médicas. ... Automotores. ACERO AL CARBONO Composición compleja, además del hierro y el carbono (generalmente no supera el 1%), hay en la Con el aumento del carbono en el acero se consiguen propiedades mecánicas como el aumento de la dureza y Por lo general el acero al carbono es utilizado para fabricar carrocería de autos, máquinas, estructuras de construcción,
al impacto, elasticidad, dilatación, resistencia a la fatiga, etc. Estos se dividen en dos categorías: aceros de baja aleación y aceros de alta aleación según la cantidad incorporada de otros elementos 20.¿Qué elementos se utilizan para obtener los aceros aleados y qué ventajas aportan?
- Aluminio : Se emplea como desoxidante en la fabricación de muchos aceros. -Boro: Aumenta la capacidad de endurecimiento superficial, proporcionando un revestimiento duro y mejorando la templabilidad. -Cobalto: disminuye la templabilidad. Mejora la dureza en caliente. Se usa en los aceros rápidos para herramientas. Se utiliza para aceros refractarios. Aumenta las propiedades magnéticas de los aceros. -Cromo : es uno de los más utilizados en la fabricación de aceros aleados. Se usa en aceros de construcción, en los de herramientas y en los inoxidables. Ya que aumenta la dureza y la resistencia a la tracción y la tenacidad de los aceros, mejora la templabilidad, aumenta la resistencia al desgaste, la inoxidabilidad. -Estaño: es el elemento empleado para conformar la hojalata, recubriendo láminas delgadas. -Manganeso: se añade para neutralizar la negativa influencia del azufre y del oxigeno, actúa como desoxidante. De no tener manganeso, los aceros no se podrían laminar ni forjar. -Molibdeno: aumenta la profundidad de endurecimiento del acero, y su tenacidad, mejorando la resistencia a la corrosión. -Níquel: produce gran tenacidad, es un elemento de gran importancia en la producción de aceros inoxidables, porque aumenta la resistencia a la corrosión. -Plomo: favorece la mecanización por arranque de viruta, (torneado, cepillado, taladrado,...) ya que el plomo es un buen lubricante de corte, se añade a los aceros porque mejora la maquinabilidad. -Silicio: se usa como elemento desoxidante. -Titanio: se usa para estabilizar y desoxidar el acero. -Tungsteno o volframio: mejora muy significativamente la dureza y la resistencia al desgaste, produce aceros rápidos con los que es posible triplicar la velocidad de corte de las herramientas. -Vanadio: desoxidante, proporcionan al acero una buena resistencia a la fatiga, tracción y poder cortante en los aceros para herramientas. -Zinc: es elemento empleado para producir acero galvanizado
21.Realiza un resumen del proceso de obtención del acero y haz el dibujo del alto horno Para fabricar acero se echa en el alto horno una mezcla de mineral de hierro (hierro con impurezas) y un combustible llamado Cok (parecido al carbón) que además de ser combustible, separa las impurezas (llamadas ganga) del resto de material. También se suele echar algo de piedras de cal, que ayudan a eliminar aún más las impurezas del mineral. Una vez separadas las impurezas, el resto será hierro casi puro con una pequeña cantidad de carbono, llamado arrabio. El carbono se acopla al acero en la combustión con el cok y se forma el acero líquido o también llamado arrabio. Este arrabio será el acero que tendremos en estado líquido para pasar al siguiente proceso que será darle forma o moldearlo. Los desechos se llaman escoria y se suelen recoger para utilizarlas luego en otros procesos como por ejemplo para hacer cemento o para la construcción de carreteras. También se puede fabricar acero a partir de chatarra resultante del reciclaje de acero.Las chatarras tienen que fundirse antes en un alto horno eléctrico para poder reutilizarse. Esta forma es la más económica en dinero y en recursos naturales.
de fachadas. Estructuras y partes superiores de aviones, como las alas. Industria aeroespacial. TITANIO (^) Para extraer el titanio puro se usa generalmente el Método de Kroll, que consiste en obtener el tetracloruro de titanio (TiCl4) por cloración a 800 °C, en presencia de carbono. Luego se reduce con magnesio o sodio molido en atmósfera inerte (argón o helio) para refinarlo y purificarlo. El titanio presenta una alta conductividad del calor y la electricidad. Se trata de un metal no ferromagnético, es decir, no es atraído por imanes. Es un material altamente maleable que permite muchas configuraciones. Es un metal duro y ligero, lo que hace que posea una alta relación resistencia/peso. Se emplea en motores y estructuras en la industria aeronáutica. Se refina como dióxido de titanio (TiO2), que es usado para dar color blanco a elementos como plásticos, dentífricos, pinturas, papel. En medicina para crear prótesis, herramientas quirúrgicas, implantes… Es utilizado en los contenedores de residuos radiactivos. Industria armamentística.
