“Metales y metalurgia”

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Algo similar a lo señalado en el párrafo anterior sucede con la densidad, ya que esta varía desde el litio ( r = 0.53 g/cm3 ) hasta el osmio ( r = 22.5 g/cm3 ). Los metales que tienen una densidad menor a 5.0 g/cm3 se les conoce como ligeros y los que tienen mayor a este valor se les denomina como pesados. La densidad de los metales es una propiedad que cobra importancia cuando se habla de aleaciones estructurales, es decir, de una mezcla de varios elementos, cuyos componentes principales son metálicos, y que se utilizan para dar rigidez y resistencia a muchos productos de ingeniería como puentes, casas, automóviles, aviones, etc. A últimas fechas deseamos construir puentes más largos, edificios más altos, automóviles más veloces, etc. Para ello necesitamos que las aleaciones que utilicemos sean muy ligeras y resistentes. Tradicionalmente hemos contado con el acero, aleación hecha a base de hierro y carbono, que es muy resistente, pero que también es muy densa ( r = 7.87 g/cm3 ). Así, puentes, edificios y automóviles hechos con él, serán muy pesados, lo que limita nuestros deseos. Afortunadamente se han venido desarrollando otras aleaciones, llamadas ligeras, que son tan resistentes como las de acero, pero mucho menos densas. Tales aleaciones se hacen en base a magnesio ( r = 1.74 g/cm3 ) y aluminio ( r = 2.70 g/cm3 ) a los que se les agrega manganeso y zinc en proporciones menores. Para una resistencia similar, las mejores aleaciones del aluminio pesan un 35% de lo que pesa el acero, mientras que la mejor aleación del magnesio pesa solamente el 24% de lo que pesa el acero. Gracias a la existencia de estas aleaciones hemos podido hacer más ligeras las estructuras, con lo que podemos hacer puentes más grandes, edificios más altos y automóviles más veloces. Desafortunadamente, estas aleaciones son caras, comparándolas con las de acero, por lo que su uso no está tan extendido como debiera.

TABLA 1

METALES

NO-METALES

Propiedades Físicas:

- Sólidos a temperaturas ordinarias (excepto el mercurio que es líquido).

- Tenaces (no-quebradizos), maleables y dúctiles.

- Buenos conductores del calor y la electricidad.

- Brillo metálico.

Propiedades físicas:

- Pueden ser sólidos, líquidos y gases a temperaturas ordinarias.

- Si son sólidos, son quebradizos.

- Malos conductores del calor y la electricidad.

- Los hay incoloros, coloridos, opacos y brillantes.

Propiedades Químicas:

- Reaccionan con ácidos, formando las sales correspondientes.

- Igualmente reaccionan con no-metales formando sales; con el oxígeno forman óxidos básicos.

- Por su electropositividad o baja electronegatividad, tienden a formar iones positivos (cationes)

Propiedades Químicas:

- No siempre reaccionan con ácidos.

- Reaccionan con metales formando las sales correspondientes

- Reaccionan con el oxígeno produciendo óxidos ácidos o anhídridos.

- Por su alta electronegatividad tienden a formar iones negativos (aniones).

FIGURA 1

METALES NO-METALES

METALOIDES[pic 15][pic 16][pic 17]

[pic 18]

[pic 19]

TABLA 2

ELEMENTO

CONSUMO ANUAL (Kg)

C

Na, Fe

N, O, S, K, Ca

H, F, Mg, Al, P, Cl, Cr, Mn, Cu, Zn, Ba, Pb

B, Ti, Ni, Zr, Sn

Ar, Co, As, Mo, Sb, W, U

Li, V, Se, Sr, Nb, Ag, Cd, I, Au, Hg, Bi

He, Be, Te, Ta

1012 - 1013

1011 - 1012

1010 - 1011

109 - 1010

108 – 109

107 – 108

106 – 107

105 – 106

FIGURA 3

[pic 20]

W[pic 21]

Cu[pic 22][pic 23]

Fe, Ni

Zn[pic 24]

Sn, Pb, Sb[pic 25]

Los metales, cuando se encuentran en forma compacta (no pulverizados) presentan lo que comúnmente se llama brillo metálico. Cuando están pulverizados, el magnesio y el aluminio también lo presentan; sin embargo, en estas condiciones, la mayor parte de los metales son negros. En masas compactas la mayor parte de los metales son de color blanco plateado, excepto el oro y el cobre, que son amarillo y rojo respectivamente. El brillo de los metales es una propiedad muy apreciada por los joyeros y por los diseñadores. Así, utilizamos anillos de oro y plata y, decoramos los interiores de casas y edificios con cerraduras, llaves, placas, y adornos metálicos. Por ejemplo, las llaves se recubren con cromo, las manijas de las puertas son doradas, etc.

La mayor parte de los metales son maleables, es decir, que pueden ser reducidos a hojas delgadas, sin perder continuidad (sin quebrarse). Sin embargo, los que se asemejan a los no-metales como el arsénico, antimonio y bismuto son quebradizos. El orden de los metales con respecto a esta propiedad, comenzando por el más maleable, es: Au, Ag, Cu, Sn, Pt, Pb, Zn, Fe, Ni. Gracias a la maleabilidad es posible contar con placas metálicas que utilizamos en la fabricación de muchos artefactos como