Introducción a la química

Términos

• MineríaActividad de extraer objetos sólidos de valor de la tierra.
• aleaciónMetal que es una combinación de dos o más elementos, al menos uno de los cuales es un metal.
• Metal nativoCualquier metal que se encuentra en su forma metálica, ya sea puro o como aleación, en la naturaleza.

Metales nativos

Un metal nativo es cualquier metal que se encuentra en su forma metálica en la naturaleza, ya sea puro o como aleación. Los metales que pueden encontrarse como depósitos nativos solos y/o en aleaciones incluyen el antimonio, el arsénico, el bismuto, el cadmio, el cromo, el cobalto, el indio, el hierro, el níquel, el selenio, el tantalio, el telurio, el estaño, el titanio y el zinc.

También pueden encontrarse dos grupos de metales en la naturaleza: el grupo del oro y el grupo del platino.

• El grupo del oro está formado por el oro, el cobre, el plomo, el aluminio, el mercurio y la plata.
• El grupo del platino está formado por el platino, el iridio, el osmio, el paladio, el rodio y el rutenio.

Sólo el oro, la plata, el cobre y los metales de platino se encuentran en la naturaleza en grandes cantidades. A lo largo de las escalas de tiempo geológicas, muy pocos metales pueden resistir los procesos naturales de meteorización, como la oxidación. Por ello, sólo los metales menos reactivos, como el oro y el platino, se encuentran como metales nativos. Los demás suelen aparecer como bolsas aisladas en las que un proceso químico natural reduce un compuesto común o una mena del metal. Esto deja el metal puro como pequeñas escamas o inclusiones.

Los metales nativos fueron el único acceso del hombre prehistórico al metal. Se cree que el proceso de extracción de metales a partir de sus minerales (llamado fundición) se descubrió alrededor del año 6500 a.C. Sin embargo, estos metales sólo podían encontrarse en cantidades relativamente pequeñas, por lo que no podían utilizarse de forma extensiva. Así, aunque el cobre y el hierro se conocían mucho antes de la Edad del Cobre y de la Edad del Hierro, no tendrían un gran impacto en la humanidad hasta que apareciera la tecnología para fundirlos a partir de sus minerales y, por tanto, producirlos en masa.

Aleaciones

Una aleación es una mezcla de dos o más elementos en solución sólida en la que el componente principal es un metal. La mayoría de los metales puros son demasiado blandos, frágiles o químicamente reactivos para su uso práctico. La combinación de diferentes proporciones de metales como aleaciones modifica las propiedades de los metales puros para producir características deseables. El objetivo de las aleaciones es generalmente hacer que los metales sean menos frágiles, más duros o más resistentes a la corrosión, o mejorar su color o brillo.

De todas las aleaciones metálicas que se utilizan hoy en día, las aleaciones de hierro (acero, acero inoxidable, hierro fundido, acero para herramientas y acero de aleación) constituyen la mayor proporción tanto por cantidad como por valor comercial. El hierro aleado con diversas proporciones de carbono da lugar a aceros de bajo, medio y alto contenido en carbono; el aumento de los niveles de carbono reduce la ductilidad y la tenacidad. La adición de silicio produce hierros fundidos, mientras que la adición de cromo, níquel y molibdeno a los aceros al carbono (más del 10%) da lugar a aceros inoxidables.

Otras aleaciones metálicas importantes son las de aluminio, titanio, cobre y magnesio. Las aleaciones de cobre se conocen desde la prehistoria -el bronce dio nombre a la Edad de Bronce- y tienen muchas aplicaciones en la actualidad, sobre todo en el cableado eléctrico. Las aleaciones de los otros tres metales se desarrollaron más recientemente; debido a su reactividad química, requieren procesos de extracción electrolítica. Las aleaciones de aluminio, titanio y magnesio se valoran por su elevada relación resistencia-peso, y el magnesio también puede proporcionar blindaje electromagnético. Estos materiales son ideales para situaciones en las que la alta relación resistencia-peso es más importante que el coste del material, como en la industria aeroespacial y en algunas aplicaciones de automoción. Las aleaciones especialmente diseñadas para aplicaciones muy exigentes, como los motores a reacción, pueden contener más de diez elementos.

Metales

Los metales se extraen a menudo de la Tierra mediante la minería, dando lugar a minerales que son fuentes relativamente ricas de los elementos necesarios. El mineral se localiza mediante técnicas de prospección, seguidas de la exploración y el examen de los yacimientos. Las fuentes de minerales se dividen generalmente en minas de superficie, que se extraen mediante excavación con equipos pesados, y minas de subsuelo.

Una vez extraído el mineral, hay que extraer los metales, normalmente mediante reducción química o electrolítica. La pirometalurgia utiliza altas temperaturas para convertir el mineral en metales en bruto, mientras que la hidrometalurgia emplea la química acuosa para el mismo fin. Los métodos utilizados dependen del metal y de sus contaminantes.

Cuando una mena metálica es un compuesto iónico de ese metal y de un no metal, la mena debe normalmente fundirse (o calentarse con un agente reductor) para extraer el metal puro. Muchos metales comunes, como el hierro, se funden utilizando carbono como agente reductor. Algunos metales, como el aluminio y el sodio, no tienen un agente reductor comercialmente práctico y se extraen mediante electrólisis. Los minerales sulfurosos no se reducen directamente al metal, sino que se tuestan en el aire para convertirlos en óxidos.

http://en.wikipedia.org/wiki/Mining
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