Estudio de los metales

1. Estudio de los metales
Las propiedades de los metales y su estructura. Obtención. Producción de níquel y cobalto en Cuba.
Aplicaciones de los metales. Las aleaciones. La corrosión de los metales
Desde épocas muy remotas, los seres humanos nos hemos relacionado con los metales. Desde los albores
de la civilización la importancia económica de tales sustancias fue enorme y con el transcurso del tiempo se
ha ido incrementando.
El término metal se utilizó, al principio,para designar aquellassustancias que poseían propiedades especiales,
entre ellas: brillo metálico, resistencia a la deformación y a la rotura. Según fue avanzando el conocimiento
del hombre y de su práctica social, se incluyeron otras propiedades como la conducción del calor y de la
electricidad. Puede incluso plantearse que estas últimas propiedades de los metales, se encuentran dentro
de las más importantes, pues las poseen casi todos, mientras que con las restantes no sucede del todo así.
Los metales poseen propiedades de carácter químico comunes y específicas, que son las que condujeron a la
primera clasificación de los elementos en metales y no metales.
Los metales ocupan cierta posición en el sistema periódico. La tabla periódica es la representación gráfica de
la Ley periódica. En ella los metales se ubican a la izquierda de la diagonal quebrada.
Los elementos metálicos en su gran mayoría se encuentran en nuestro planeta formando parte de
compuestos, entre ellos, óxidos, carbonatos, sulfuros, sulfatos, cloruros, entre otros. Algunos de los
mencionados, son poco solubles o prácticamente insolubles, por lo que se encuentran formando parte de los
minerales, mientras que otros, por ser solubles, se encuentran en disolución.
Algunos elementos metálicos se encuentran en estado nativo, como sustancias simples, en la Tierra. Entre
ellos el oro, la plata, el platino y el cobre. Esto ocurre por su bajo poder reductor.
También se encuentran en los seres vivos, formando parte de los huesos, como es el calcio; el hierro en la
hemoglobina de la sangre y el magnesio en la clorofila de las plantas.
En sentido general, los metales poseen propiedades físicas comunes que los distinguen del resto de las
sustancias que conocemos. Entre ellas se pueden citar:
· Son sólidos a una presión de 100 kPa y a una temperatura de 25ºC
· Tienen brillo metálico
· Conducen la electricidad
· Conducen el calor
· Son maleables, dúctiles y tenaces
Las propiedades de los metales dependen de su estructura. Las aplicaciones de estas sustancias dependen de
dichas propiedades.
En las redes cristalinas de los metales en estado sólido, cada átomo se encuentra enlazado a un número
relativamente elevado de átomos semejantes, cada uno con pocos electrones, con relativa libertad de
movimiento, en su último nivel de energía. De ahí que sean buenos conductores de la electricidad. La
maleabilidad y ductilidad se atribuye a su estructura compacta.
Los metales también manifiestan propiedades químicas. Reaccionan con los no metales, el agua, los ácidos,
las sales, óxidos metálicos, entre otros. Se pueden obtener mediante la reacción de algunos de sus
compuestos con sustancias reductoras apropiadas y mediante procesos electrolíticos.
Existen metales de gran demanda mundial. Esto se debe a sus propiedades y múltiples aplicaciones. La
demanda proviene fundamentalmente de países altamente industrializados. Entre estos metales se
encuentran el hierro, el níquel y el cobalto.
El hierro, es uno de los metales de gran empleo, marcó su uso una etapa de la civilización humana llamada
“Edad del Hierro”. Ampliamente utilizado en equipos de transporte, maquinarias, instalaciones industriales,
etc.
La extracción del hierro a partir de sus menas, recibe el nombre de Siderurgia. Las operaciones metalúrgicas
empleadascorrientementeen la obtención de este metal,de alta densidad, pueden dividirseen cuatroetapas
principales:

2. - Concentración: muchas veces las menas extraída s del suelo contienen materias
extrañas, roca, arena, etc, designadas con el nombre de ganga.
- Tostación: después de concentrada la mena se tuesta, se calienta en un horno la
sustancia finamente dividida.
- Reducción: se efectúa en hornos especiales (altos hornos), la mena se mezcla con
carbón, hulla o coque; el monóxido de carbono producido por la combustión
incompleta del carbón reduce el óxido a metal (hierro).
- Afinación: el metal en bruto se purifica.
Metalescomo el níquel y el cobalto tambiénson de grandemanda a nivel mundial.Los principalesyacimientos
de níquel se encuentran en Canadá, Cuba, Rusia y Nueva Caledonia. Este metal constituye el principal renglón
exportable de la minería cubana.
La industria del níquel en Cuba utiliza como materia prima laslateritas,formadaspor un mineral deestructura
compleja que contiene alrededor de 1,5% de níquel y0,14% de cobalto,ademásde otros metalesmuyvaliosos
como son el hierro, aluminio, manganeso, cromo, cinc y magnesio.
Estas lateritas se encuentran abundantemente en la zona de Nicaro y Moa, en la provincia Holguín. En esta
zona se desarrolla la extracciónmediantelasplantas:“Cmdte. Pedro Soto Alba”enMoa,y“Cmdte. René Ramos
Latour” en Nicaro. Esta última, utiliza lixiviación con amoníaco y dióxido de carbono en disolución (lixiviación
amoniacal), donde se emplea todo el material laterítico. En la primera de las plantas mencionadas, se utiliza
la lixiviación con ácido sulfúrico, lo que reporta gran rendimiento. Es notable destacar que este proceso es
único en el mundo.
El proceso tecnológico de la planta “Cmdte. René Ramos Latour” en Nicaro, incluye varias fases
fundamentales:
- Preparación del mineral
- Reducción
- Lixiviación y lavado
- Recuperación de amoníaco y dióxido de carbono. Obtención de óxido de níquel (II)
- Sinterización
La explotación del material laterítico en Cuba, se realiza a cielo abierto, que a diferencia de la explotación
subterránea, ofrece mayor seguridad para los obreros, se ahorran recursos y se aprovechan las capas
superficiales que contienen el mineral. La explotación del material se realiza prestando atención, además, a
las áreas que puedan ser afectadas, contribuyendo así, al cuidado y consevación del entorno.
Aplicaciones de los metales
Las aplicaciones de los metales dependen en gran medida de las propiedades que poseen estas sustancias.
Son ampliamente utilizadas en diversas esferas de la vida.
La conductividad eléctrica de los metales permite que se utilicen en la construcción de circuitos eléctricos.
Sobre todo el cobre yel aluminio.La conductividad térmica delos metaleslos hacemuy útiles en la fabricación
de utensilios de cocina. Tal es el caso del aluminio, que es un metal muy ligero además. Propiedad esta que
se aprovecha también para la fabricación de aviones.
Son pocos los metales que se emplean puros. Actualmente son muy utilizados los sistemas con propiedades
metálicas, compuestos por dos o más sustancias, una de las cuales, al menos, es un metal. Estos sistemas son
conocimos como aleaciones, las que cada vez son más utilizadas en el mundo contemporáneo.
En sentido general:
Los metales tienen propiedades que los distinguen del resto de las sustancias. Estas propiedades dependen
de la estructura que poseen. Las aplicaciones de los metales dependen a su vez de dichas propiedades.
El hierro, el níquel y el cobalto se encuentran entre los metales de gran demanda a nivel internacional.
En Cuba, la explotación del mineral laterítico que posee en su composición níquel y cobalto, se realiza en las
plantas: “Cmdte. Pedro Soto Alba” en Moa, y “Cmdte. René Ramos Latour” en Nicaro, pertenecientes a la
provincia Holguín.

3. La clasificación de las sustancias de acuerdo con el tipo de partículas y con su composición
Todos los objetos presentes en la Naturaleza son cuerpos físicos. Los cuerpos están constituidos por una o
más sustancias.
Cuando en Química se habla de sustancia se refiere a las sustancias puras, que son aquellas que no están
mezcladas con otras y poseen propiedades constantes a una temperatura o una presión dada.
Una perla, constituida por nácar, carbonado de calcio cristalizado
Algunas sustancias conocidas son:
Cloruro de sodio (sal de mesa común), NaCl
Sacarosa (azúcar), C12H22O11
Agua, H2O
Carbono,C
Dioxígeno, O2
Como se observa algunas están constituidas por un solo tipo de elemento químico y otras por más de uno.
Cada una tiene propiedades que las caracterizan.
Atendiendo a lo anterior, y para un mejor estudio de las sustancias, estas se han clasificado de la siguiente
forma: sustancias orgánicas y sustancias inorgánicas
La clasificación de las sustancias corresponde a diferentes criterios, de ellos se analizarán:
1- Atendiendo a su composición y propiedades
2- Atendiendo al tipo de partículas
Las sustancias simples son los metales y los no metales
Las sustancias compuestas son:
Todas las sustancias del esquema anterior son sustancias inorgánicas, lo que corresponde con sus
propiedades. Las sustancias orgánicas también corresponden a la clasificación de sustancias compuestas,
pero poseen propiedades que las caracterizan y serán objeto de estudio posterior.
Con respecto a la clasificación atendiendo al tipo de partículas se tiene:
Tipo de
partículas
Clasificación
atendiendo
al tipo de
partículas
Tipo de sustancias teniendo en
cuenta su composición y
propiedades
Ejemplos
átomos atómica - metales
- algunos no metales
Fe, Ca, Mg
C, Si

4. moléculas molecular
- algunos no metales
- óxidos no metálicos
- sustancias binarias hidrogenadas
de los elementos no metálicos
- hidróxidos no metálicos
-sustancias orgánicas
O2, S8, O3
CO, CO2
HCl (g) , H2O
HNO3 , H2SO4
CH4, C2H5OH, HCHO
iones iónica
- sales binarias
- óxidos metálicos
- hidróxidos metálicos
- sales ternarias
MgBr2
Na2O
KOH
KNO3
METALES.- Los metales son los elementos de las familias I y IIA, así como todos los de las familias I a VIIIB.
Propiedades físicas:
- Estados de agregación. Sólidos a temperatura ambiente excepto Hg, que es un líquido; el cesio, galio y
francio tienen puntos de fusión muy bajos: 28.7°, 29.8° y 30°C.
- Conductividad. Son buenos conductores del calor y de la electricidad.
- Apariencia. Presentan un brillo característico llamado brillo metálico.
- Ductibilidad. Se pueden transformar en hilos.
- Maleabilidad. Se pueden convertir en láminas (láminas de acero para recubrir cocinas).
- Color.-La mayor parte de ellos son grises, de un tono parecido al de la plata, por lo que son
llamados argentíferos, excepto el cobre que es rojo y el oro es amarillo. Los átomos de los metales se
ordenan de manera regular en forma de redes cristalinas llamadas redes metálicas.
Propiedades químicas:
- Propiedades periódicas. Poseen baja energía de ionización, afinidad electrónica y electronegatividad,
por lo que pierden fácilmente sus electrones de capa de valencia.
- Reactividad. La mayoría de los metales reaccionan con los no metales, principalmente con el oxígeno
para formar óxidos y con los halógenos para formar halogenuros.
Clasificación de los Metales de Valencia Variable
 Monovalentes y Divalentes: +1 +2
Mercurio Hg Valencias: +1 +2
Cobre Cu Terminologías: oso - ico
 Monovalentes y Trivalentes: +1 +3
Talio Tl Valencias: +1 +3
Oro Au Terminologías: oso - ico
Astato At
 Divalentes y Trivalentes: +2 +3
Níquel Ni
Cobalto Co Valencias: +2 +3
Cromo Cr Terminologías: oso - ico
Hierro Fe
Manganeso Mn

5.  Divalentes y Tetravalentes: +2 +4
Estaño Sn
Plomo Pb Valencias: +2 +4
Platino Pt Terminologías: oso - ico
Germanio Ge
 Trivalentes y Tetravalentes: +3 +4
Cerio Ce Valencias: +3 +4
Proceodimio Pr Terminologías: oso - ico
 Trivalentes y Pentavalentes: +3 +5
Niobio Nb Valencias: +3 +5
Tantalio Ta Terminologías: oso - ico
 Vanadio V
Publicado por Caroline Masache en 18:32 7 comentarios:
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MIÉRCOLES, 17 DEOCTUBRE DE2012
Clasificación de los Metales
Monovalentes +1
Sodio Na
Potasio K
Plata Ag
Litio Li
Rubidio Rb
Cesio Cs
Francio Fr
Radical Amonio NH4
Hidrógeno H
Divalentes +2
Calcio Ca
Cadmio Cd
Bario Ba
Berilio Be
Radio Ra
Zinc Zn
Magnesio Mg
Stroncio Sr

6. Trivalentes +3
Bismuto Bi
Galio Ga
Aluminio Al
Boro B
Indio In
Erbio Er
Terbio Tb
Yterbio Yb
Lantano La
Lutecio Lu
Holmio Ho
Dysprocio Dy
Europio Eu
Neodimio Nd
Samario Sm
Tulio Tm
Scandio Sc
Prometeo Pm
Gadolinio Gd
Ytrio Y
Tetravalentes +4
Iridio Ir
Osmio Os
Zirconio Zr
Renio Re
Rutenio Ru
Rodio Rh
Torio Th
Paladio Pd
Hafnio Hf
Hexavalentes +6
Molibdeno Mo
Wolframio W
Uranio U
CLASIFICACION DE LOS METALES DE ACUERDO A SU VALENCIA
MONOVALENTES DIVALENTES TRIVALENTES TETRAVALENTES HEXAVALENTES
H hidrogeno BA bario AL aluminio HF hafnio MO molibdeno
LI litio BE berilio BI bismuto IR iridio W wolframio
NA sodio CA calcio DY disprocio OS osmio U uránio
K potásio CD cadmio ER erbio PD paladio
RB rubidio RA radio SC escandio PT platino
CS calsio MG magnecio EU europio RE renio
FR francio SR estroncio GA galio RH

7. AQ plata ZN zinc GD gadolino RU rutenio
NH4 radicalamonio HO hadmio TH tario
ZR zirconio