En la siguiente tabla se ven algunos países donde se produce el titanio.
País | Miles de toneladas | % del total |
Australia | 1291 | 30,6 |
Sudafrica | 850 | 20,1 |
Canada | 767 | 18,2 |
Noruega | 382 | 9,1 |
Ucrania | 357 | 8,5 |
Total de los 5 países | 3647 | 86,4 |
Total mundo | 4221 | 100 |
Extracción -El titanio se extrae en primer lugar del rutilo (óxido
de titanio), abundante en las arenas costeras. Para ello, el titanio debe
someterse antes a un proceso de refinado, para prevenir su reacción con
sustancias tales como el nitrógeno, el oxígeno y
el hidrógeno
Proceso para obtenerlo -el proceso que se utiliza hoy en día se le llama
“método de koll “su procedimiento para obtener el titanio es
el siguiente: Obtención de tetracloruro de titanio por cloración
a 800 °C, en presencia de carbono, Se purifica el tetracloruro de
titanio mediante destilación fraccionada. Se reduce el
TiCl4 con magnesio o sodio molido en
una atmósfera inerte, con la reacción:
El titanio forma una esponja en la pared del reactor, la cual se
purificapor lixiviación con acido
clorhídrico diluido. El MgCl2 se recicla
electrolíticamente.
Se compacta la esponja resultante. Si se reduce el TiCl4 mediante sodio en
lugar de magnesio, la esponja resultante es granular, lo que facilita el
proceso de compactación. Se funde la esponja en un horno con un crisol
de cobre refrigerado, mediante un arco eléctrico de electrodo
consumible en una atmósfera inerte. Se realiza un primer procesado, en
el cual los lingotes se convierten en productos generales de taller.
Uso- es un metal compatible con los tejidos del organismo humano que toleran su
presencia sin reacciones alérgicas del sistema inmunitario. Esta
propiedad de compatibilidad del titanio unido a sus cualidades mecanicas
de dureza, ligereza y resistencia han hecho posible una gran cantidad de
aplicaciones de gran utilidad para aplicaciones médicas, como
prótesis de cadera y rodilla, tornillos óseos, placas anti trauma
e implantes dentales, componentes para la fabricación de valvulas
cardíacas y marcapasos, gafas, material quirúrgico tales como
bisturís, tijeras, etc.
Principales compuestos-
* C
* Carburo de titanio
* Cloruro de titanio (IV)
* O
* Óxido de titanio (IV)
* T
* Titanato de bario
En la siguiente tabla se ven algunos países donde se produce el cobre
Rango | Estado | Producción en 2010
(en mill. ton/año) |
1 | Chile | 5,52 |
2 | Perú | 1,28 |
3 | China | 1,15 |
4 | Estados Unidos | 1,12 |
5 | Australia | 0,90 |
6 | Indonesia | 0,84|
7 | Zambia | 0,77 |
8 | Rusia | 0,75 |
9 | Canada | 0,48 |
10 | Polonia | 0,43 |
11 | Kazajistan | 0,40 |
12 | México | 0,23 |
Extracción-La extracción subterranea de cobre se realiza
cuando un yacimiento presenta una cubierta de material estéril muy
espesa, lo que hace que la extracción desde la superficie sea muy poco
rentable. Para ello se realizan distintos tipos de faenas bajo el suelo, las
que pueden ser horizontales en túneles o galerías, verticales en
piques o inclinadas en rampas.
Proceso para obtenerlo-
Chancado: etapa en la cual grandes maquinas reducen las rocas a un
tamaño uniforme de no mas de 1,2 cm.
- Molienda: grandes molinos continúan reduciendo el material, hasta
llegar a unos 0,18 mm, con el que se forma una pulpa con agua y reactivos que
es llevada a flotación, en donde se obtiene concentrado de cobre.
- Fundición: para separar del concentrado de cobre otros minerales
(fierro, azufre y sílice) e impurezas, este es tratado a elevadas
temperaturas en hornos especiales.
- Lixiviación: es un proceso hidrometalúrgico, que permite
obtener el cobre de los minerales oxidados que lo contienen, aplicando una
mezcla de acido sulfúrico y agua.
- Electrorrefinación: los anodos provenientes de la
fundición se llevan a celdas electrolíticas para su
refinación.
- Electro obtención: consiste en una electrólisis mediante
la cual se recupera el cobre de la solución proveniente de la
lixiviación, obteniéndose catodos de alta pureza.
- Catodos:obtenidos del proceso de electro refinación y de
electro obtención, son sometidos a procesos de revisión de
calidad y luego seleccionados, pesados y apilados.
- Despacho y transporte: los catodos son despachados en trenes o
camiones hacia los puertos de embarque y desde ahí, a los principales
mercados compradores.
Uso- Ya sea considerando la cantidad o el valor del metal empleado, el uso
industrial del cobre es muy elevado. Es un material importante en multitud de actividades
económicas y ha sido considerado un recurso estratégico en
situaciones de conflicto.
* A * Acetato de cobre (II) * Arseniato de cobre cromatado * C * Carbonato de
cobre (II) * Citrato de cobre * Cloruro de cobre (II) | * C (cont.) * Compuesto
de órgano cobre * R * Reactivo de Gilman * S * Sulfato de cobre (I) *
Sulfato de cobre (II) * Sulfato de cobre (II) pentahidratado | * Y * YBCO *
Ó * Óxido de cobre (I) * Óxido de cobre (II) |
Principales compuestos-
En la siguiente tabla se ven algunos países donde se produce el zinc.
Rango | Estado | Producción en 2010
(en mill. ton/año) |
1 | China | 3,5 |
2 | Perú | 1,52 |
3 | Australia | 1,45 |
4 | India | 0,75 |
5 | Estados Unidos | 0,72 |
6 | Canada | 0,67 |
7 | México | 0,55 |
8 | Kazajistan | 0,48 |
9 | Bolivia | 0,43 |
10 | Irlanda | 0,35 |
|
Extracción-La producción del zinc comienza con la
extracción del mineral que puede realizarse tanto a cielo abierto como
en yacimientossubterraneos. Los minerales extraídos se trituran
con posterioridad y se someten a un proceso de flotación para
obtener el concentrado.
Proceso para obtenerlo-Los minerales con altos contenidos de hierro se tratan
por vía seca: primeramente se tuesta el concentrado para
transformar el sulfuro en óxido, que recibe la denominación
de calcina, y a continuación se reduce éste con carbono
obteniendo el metal (el agente reductor es en la practica
el monóxido de carbono formado). Las reacciones en ambas
etapas son:
Otra forma mas sencilla y económica de reducir el óxido de
zinc, es con Carbono, se colocan ambos; 2 moles o porciones molares
deÓxido de zinc (ZnO), y un mol de Carbono (C), en un
recipiente al vacío para evitar que el metal se incendie con el aire al
momento de purificarse dando como resultado nuevamente óxido de zinc; En
una etapa, la reducción del óxido de zinc, se expresa de la
siguiente manera:
Por vía húmeda primeramente se realiza el tueste obteniendo
el óxido que se lixivia con acido
sulfúrico diluido; las lejías obtenidas se purifican
separando las distintas fases presentes. El sulfato de zinc se somete
posteriormente a electrólisis con anodo
de plomo y catodo de aluminio sobre el cual se deposita
el zinc formando placas de algunos milímetros de espesor que se retiran
cada cierto tiempo. Los catodos obtenidos se funden y se cuela el
metal para su comercialización.
Como subproductos se obtienen diferentes metales como mercurio,
óxidode germanio, cadmio, oro, plata, cobre, plomo en
función de la composición de los minerales. El dióxido de
azufre obtenido en la tostación del mineral se usa para
producir acido sulfúrico que se reutiliza en el
lixiviado comercializando el excedente producido.
Uso- es el galvanizado del acero para protegerlo de la corrosión,
protección efectiva incluso cuando se agrieta el recubrimiento ya que el
zinc actúa como anodo de sacrificio.
Principales compuestos-
* A * Acetato de zinc * C * Clorato de zinc | * C (cont.) * Cloruro de zinc *
Compuesto de órgano zinc * D * Dietilzinc | * S * Sulfato de zinc *
Sulfuro de zinc * Ó * Óxido de zinc |
En forma nativa se encuentra en las cercanías de aguas termales, zonas
volcanicas y en minas de cinabrio, galena, esfalerita y estibina, y en
Luisiana (Estados Unidos, primer productor mundial)
Extracción-El azufre, es un elemento químico que podemos encontrar
en forma elemental en la naturaleza dentro de depósitos
subterraneos, el cual se extrae de ellos a través de
procedimientos especiales, como por ejemplo, el conocido proceso Frash, llamado
así desde 1891, en honor a su inventor, el químico americano, Herman
Frasch.
Proceso para obtenerlo- Este proceso consiste en la inyección de agua
caliente (sobrecalentada), a una temperatura en torno a los 165ºC, y con
una presión de 16 atm, dentro de una roca subterranea, que posea
contenido en azufre. Dicha agua pasara a través de un tubo desde
el exterior, en una sonda que se encuentraconstituida por tres tubos
diferentes, colocados de manera concéntrica. El azufre entra en
fundición, a una temperatura de 119ºC, dando lugar a la
formación de una bolsa líquida de azufre. Así, se pasa a
inyectar aire comprimido, que se encontrara a una presión de
entre 20 y 25 atmósferas. Este aire pasara por el tubo que se
encuentra colocado en posición intermedia. El azufre que se obtenga de
dicha manera, sera bastante duro, rondando una pureza de entre 99,5 y
99,9 %, sin apenas tener impurezas en su composición.
Uso- se usa en multitud de procesos industriales como la producción de
acido sulfúrico para baterías, la fabricación de
pólvora y el vulcanizado del caucho. El azufre tiene usos como fungicida
y en la manufactura de fosfatos fertilizantes.
Principales compuestos-
* A * Acido fluorosulfónico * C * Cloruro de azufre (II) * D *
Dibenzotiofeno | * D (cont.) * Dicloruro de disulfuro * Ditiocarbamato * O *
Óleum | * S * S-nitrosotiol * Sulfato de hierro * T * Tetranitruro de
tetraazufre |
Medido en peso el silicio representa mas de la cuarta parte de la
corteza terrestre y es el segundo elemento mas abundante por
detras del oxígeno. El silicio no se encuentra en estado nativo;
arena, cuarzo, amatista, agata, pedernal, ópalo y jaspe son
algunas de los minerales en los que aparece el óxido, mientras que
formando silicatos se encuentra, entre otros, en el granito, feldespato,
arcilla, hornablenda y mica.
Extracción-El carburo de silicio seobtiene de arenas o cuarzo de alta
pureza y coque de petróleo fusionados en horno
eléctrico a mas de 2000 ºC con la siguiente
composición:
Proceso para obtenerlo- En el proceso Siemens, las barras de silicio de
alta pureza se exponen a 1150 °C al triclorosilano, gas que se
descompone depositando silicio adicional en la barra según la siguiente
reacción:
El silicio producido por éste y otros métodos similares se
denominan silicio policristalino y típicamente tiene una
fracción de impurezas de 0,001 ppm o menor.
El método Dupont consiste en hacer reaccionar tetracloruro de
silicio a 950 °C con vapores de cinc muy puros:
Este método esta plagado de dificultades (el cloruro de cinc, sub
producto de la reacción, solidifica y obstruye las líneas), por
lo que eventualmente se ha abandonado en favor del proceso Siemens.
Uso- Se utiliza en aleaciones, en la preparación de las siliconas, en la
industria de la ceramica técnica y, debido a que es un material
semiconductor muy abundante, tiene un interés especial en la industria
electrónica y microelectrónica como material basico para
la creación de obleas o chips que se pueden implantar en transistores,
pilas solares y una gran variedad de circuitos electrónicos. El silicio
es un elemento vital en numerosas industrias
* B * Bis(trimetilsilil)amida de sodio * C * Carburo de silicio * Compuesto de
organosilicio | * S * Silano * Silicato * Silicato sódico | * T *
Tetrametilsilano * Ó * Óxido de silicio (IV) |Principales
compuestos-
ELEMENTO | PROPIEDADES FÍSICAS | PROPIEDADES QUÍMICAS |
TRANSCENDENCIA ECONÓMICA |
TITANIO | * Es un metal de transición. * Su densidad o peso
específico es de 4507 kg/m3. * Tiene un punto de fusión de
1675 °C. * Su masa atómica es de 47,867 u. * Es de color
plateado grisaceo. * Es paramagnético. * Forma aleaciones con
otros elementos para mejorar las prestaciones mecanicas. * Es resistente
a la corrosión. * Refractario. * Poca conductividad térmica y
eléctrica. | * Se encuentra en forma de óxido, en la escoria de
ciertos minerales y en cenizas de animales y plantas. * Presenta dimorfismo, a
temperatura ambiente tiene estructura hexagonal compacta llamada fase alfa. *
La resistencia a la corrosión que presenta es debida al fenómeno
de pasivación que sufre. * Es resistente a temperatura ambiente al
acido sulfúrico (H2SO4) diluido y al acido
clorhídrico diluido, así como a otros acidos
organicos, también es resistente a las bases, incluso en
caliente. | El titanio en México se utiliza en la elaboración de
tubos con accesorios para la conducción de gases o líquidos,
destinados a aeronaves o civiles. También puede ser utilizado para
fabricar barras, perfiles, alambres, chapas, hojas y tiras. |
COBRE | * Es un metal de transición, cuya densidad o peso
específico es de 8920 kg/m3.
Tiene un punto de fusión de 1083ºC (1356 aprox. K). * El peso
atómico del cobre es de 63,54. * Es de color rojizo. *Buen conductor del
calor. * Después de la plata es el de mayor conductividad
eléctrica. * Material abundante en la Naturaleza. * Material
facil y barato de reciclar de forma indefinida. * Forma aleaciones para
mejorar las prestaciones mecanicas. | El cobre presenta estados de
oxidación bajos, siendo el mas común el +2, aunque
también hay algunos con estado de oxidación +1.
Expuesto al aire, el color rojo salmón inicial se torna rojo violeta por
la formación de óxido cuproso) para ennegrecerse posteriormente
por la formación de óxido cúprico .La coloración
azul del Cu2+ se debe a la formación del ion hexacobre [Cu (oh2)6]+2].
Expuesto largamente al aire húmedo forma una capa adherente e
impermeable de carbonato basico de color verde, característico de
sus sales, denominada «cardenillo» que es venenoso. | En
México se ha utilizado para la Cubierta del Palacio de los Deportes de
México D. F. construida en 1968 con cobre expuesto a la intemperie. |
ZINC | Metal blanco azulado, densidad 7.14 g/cm3, punto de fusión 419.4
ºC, punto de ebullición 907ºC, quebradizo a temperatura
ordinaria estado solido | Es un metal que arde en aire con llama verde azulada.
El aire seco no le ataca pero en presencia de humedad se forma una capa
superficial de óxido o carbonato basico que aísla al metal
y lo protege de la corrosión. Practicamente el único
estado de oxidación que presenta es el +2. . Reacciona con acidos
no oxidantes pasando al estado de oxidación +2 y liberando
hidrógeno ypuede disolverse en bases y acido acético. | En
México se utiliza para la de pinturas al óleo, para fabricar el
color blanco de zinc, utilizado para crear transparencias en la pintura. |
AZUFRE | Estado: Sólido
Estructura cristalina: Ortorrómbica
Color: Amarillo
Densidad: 1960 kg/m³
Dureza: 2 (Mohs)
Conductividad eléctrica: 5,0×10-16 S/m
Conductividad térmica: 0,269 W/(m·K)
Calor específico: 710 J/(kg·K)
Punto de fusión: 388,36 K
Entalpía de fusión: 1,7175 kJ/mol
Punto de ebullición: 717,87 K
Entalpía de vaporización: Sin datos
Presión de vapor: 2,65×10-20 Pa a 388 K | Nombre: Azufre
Número atómico: 16
Valencia: +2,2,4,6
Electronegatividad : 2,5
Radio covalente (Å): 1,02
Radio iónico (Å): (estado de oxidación) 1,84 (-2)
Radio atómico (Å): 1,27
Configuración electrónica: [Ne]3s23p4
Primer potencial de ionización (eV): 10,36
Masa atómica (g/mol): 32,064
Densidad (g/ml): 2,07
Punto de ebullición (ºC): 444,6
Punto de fusión (ºC): 119,0 | El azufre es indispensable para
México, para elaborar el acido sulfúrico y que éste
se emplea para elaboración de jabones, detergentes y muchísimos
productos mas. |
SILICIO | Estado ordinario: SólidoDensidad: 2330 kg/m3Punto de
fusión: 1687 KPunto de ebullición: 3173 KPunto de
inflamabilidad}} KEntalpía de
vaporización: 384,22 kJ/molEntalpía de fusión: 50,55
kJ/molPresión de vapor: 4,77 Pa a 1683 K | Nombre: SilicioNúmero
atómico: 14Valencia: 4Estado de oxidación:
+4Electronegatividad:1,8Radio covalente (Å): 1,11Radio iónico
(Å): 0,41Radio atómico (Å): 1,32Configuración
electrónica: [Ne]3s23p2Primer potencial de ionización (eV):
8,15Masa atómica (g/mol): 28,086Densidad (g/ml): 2,33Punto de
ebullición(ºC): 2680Punto de fusión (ºC):
1410Descubridor: Jones Berzelius en 1823 | * Como material refractario, se usa
en ceramicas, vidriados y esmaltados. * Como elemento fertilizante en
forma de mineral primario rico en silicio, para la agricultura. * Se usa en
laseres para obtener una luz con una longitud de onda de 456 nm. * La
silicona se usa en medicina en implantes de seno y lentes de contacto. |
En este proyecto realizamos una investigación acerca de la
clasificación de algunos elementos de la tabla periódica como
metales y no metales También averiguamos de donde se extraen, como se
obtienen, sus usos y sus propiedades químicas y físicas.
Lo que mas nos gusto sobre este proyecto es que al realizarlo logramos
entender mas la composición de los elementos proporcionados y como
obtenerlos y utilizarlos
De todo lo que investigamos lo mas interesante fue el cómo
utilizar cada elemento ya que cada uno tiene una función diferente en
que aplicarse. Lo que se nos hizo mas difícil fue el investigar de donde
se obtienen los diferentes elementos ya que cada uno se obtiene de manera
diferente