Torio

El Torio es un elemento químico conformante del grupo actínidos. Se encuentra dentro de la tabla periódica, entre el Actinio y el Protactinio. Su número atómico es el 90, su masa atómica es de 232,03 y se representa simbólicamente como Th.

El Torio es un metal tóxico y radioactivo, por lo que posee un potencial uso dentro de la industria nuclear. No obstante, el Torio es un metal raro que presenta varios estados, los cuales tienen diversos usos dentro de la industria.

El Torio fue formalmente descubierto por el químico Jons Berzelius en 1828, quien recibió una muestra del raro metal y se encargó de estudiarlo. A mediados de los 1890, la pareja científica Curie determinó que el elemento presentaba propiedades radioactivas.

Características y propiedades

El torio es un metal raro que no se encuentra en estado puro en la naturaleza, siendo componente de minerales como la torita, la torianita y la monacita.

Se trata de un elemento que se oxida rápidamente al estar en contacto con el aire.

El torio presenta una coloración blanca-plateada brillante.

Dada su rareza, pocos países poseen este recurso, siendo India la nación con mayores reservas de torio, seguida de Estados Unidos, Canadá, Australia, Sudáfrica, Brasil y Malasia.

El torio es tóxico para el ser humano.

El torio forma parte de los actínidos, grupo en el que se encuentran otros metales radioactivos como el actinio, el plutonio y el uranio.

Propiedades físicas

  • Su punto de ebullición se encuentra a los 3850 °C, y su punto de fusión a los 1750 °C.
  • Organolépticamente, el talio es un metal de color blanco-plateado brillante, blando, inodoro y textura metálica.
  • El torio en estado puro presenta buenas propiedades dúctiles.
  • Cuando el torio es calentado y dividido en pequeñas partículas, emite una luz de color blanca.
  • Es un metal con características electromagnéticas.
  • La densidad del torio es de 11724 kg/m3.
  • Tiene un índice de dureza en la escala de Mohs de 3.

Propiedades químicas

  • Atómicamente, posee 90 protones, 90 electrones y alcanza su estabilidad con 141 neutrones.
  • El torio es un elemento radioactivo, cuya vida radioactiva se prolonga aproximadamente por 1,4×1010 años.
  • Se sabe que el torio forma compuestos binarios con todos los elementos no metálicos conocidos (a excepción de los gases raros).
  • Los estados de oxidación más comunes del torio son el +2 y el +4, siendo el ThO2 el más usual de ambos.
  • Al estar expuesto al aire, el torio se oxida rápidamente.

Propiedades mecánicas

  • El torio no posee propiedades mecánicamente relevantes.

Usos

 

Electrodo de Soldadura

El torio es usado por algunas industrias en la fabricación de electrodos de soldadura, detectores de oxígeno, lentes, cristales especiales, lámparas electrónicas y fotoceldas.

En el campo de la energía nuclear, se ha empezado a estudiar la posibilidad de utilizar el torio para generar uranio 233, uno de los combustibles atómicos más potentes que se conocen hasta ahora.

Gracias a su elevado punto de fusión, el torio se utiliza como aditivo en la fabricación de materiales cerámicos que deben soportar elevadas temperatura.

Junto al wolframio, el torio se emplea en la fabricación de filamentos incandescentes.

El torio también es usado en diferentes aleaciones para la fabricación de perfiles estructurales.

Filamento incandescente

En el campo de la ciencia de laboratorio, el torio se usa como sustancia catalizadora.

Este metal aleado con magnesio, es usado como un compuesto estabilizador para tubos de vacío.

En la fabricación de camisas tipo Welsbash, el torio es usado forma de óxido de torio y se emplea en proporciones cercanas al 1%, esto, para crear un efecto incandescente.

Dónde se encuentra

El Organismo Internacional de Energía Atómica establece que las reservas están distribuidas en la India en un 25%, Australia con 19%, Estados Unidos con 13%, Turquía un 11% y, entre Brasil y Venezuela se estima un 20% de la reserva mundial.

Al día de hoy, no se han creado minas para explotar a este elemento debido a su baja demanda.

A pesar de ser un elemento radiactivo débil, se le considera una excelente opción para la generación de energía nuclear, pero aún se mantiene en estudio.

Obtención

Torianita

Suele encontrarse en su estado natural en minerales como monacita, torita y torianita; estos son subproductos de provenientes de tierras raras.

El torio también puede obtenerse mediante reducción del óxido de torio con calcio o por reducción del tetracloruro de torio con un metal alcalino.

A través de un reactor nuclear, se puede obtener protactinio-233, el vual se desintegra rápidamente uranio-233.

Funciona como catalizador de reacciones químicas, ya que conversiona el amoniaco para convertirlo en ácido nítrico. Asimismo, es útil para el craqueo del petróleo.

La aplicación del torio en distintas áreas permite la creación de filamentos de lámparas eléctricas, material cerámico de alta temperatura, electrodos para soldaduras, detectores de oxígeno en industrias electrónicas, entre otros.

Gracias a su alto índice de refracción y baja dispersión, se han creado instrumentación científica a base de ella, al igual que lentes de cámara de alta calidad.

Descubrimiento

Jöns Jakob Berzelius

Jöns Jakob Berzelius lo descubrió por primera vez en 1828 en Suecia; Pierre Curie y Madame Curie descubrieron su radioactividad para finales del siglo XIX.

El mineral es reconocido mundialmente como torita y, comúnmente se transforma en ortosilicato de torio (ThSiO4).

El mineralista Jens Esmark recibió el ejemplar de un mineral negro que encontró su hijo en la isla Lvya en Noruega, pero este no fue capaz de identificar lo que tenía en sus manos.

Allí es cuando Berzelius recibe una muestra para su examen y exclamó que contenía un nuevo elemento, y publicó sus conclusiones en 1829.

En 1925, Anton Eduard van Arkel se descubre que se puede producir el torio metálico en alta pureza a través de un proceso denominado barra de cristal.

Berzelius destinó el nombre de Thorium al primer elemento que descubriera, en honor al dios nórdico del relámpago y el trueno llamado Thor.

Luego de un tiempo, publica en un periódico que junto a Hisinger, tenía estudiado nueve minerales de un pueblo de Suecia llamado Fahlun, y que en dos de ellos aparecía una nueva tierra a la que bautizó con el nombre de Thorine.

Plomo

El Plomo es un elemento metálico que se ubica en el grupo 14 de la tabla periódica, en un posición intermedia entre el Talio y es Bismuto. Su número atómico es 82, posee una masa atómica igual a 207,20, y se representa simbólicamente como Pb.

El plomo es el elemento número 36 en cuanto a abundancia en toda la corteza terrestre. Debido a que se trata de un metal pesado, tiene propiedades tóxicas para el ser humano, por lo que muchos de sus usos han quedado obsoletos. A pesar de eso, muchos compuestos de plomo son ampliamente usados en la industria moderna.

Este metal es considerado de origen antiguo, dado que diversas civilizaciones de la edad media lo usaron de múltiples maneras. En este sentido, existen evidencias de piezas y objetos fabricados o tallados en plomo con una antigüedad de hasta 2500 años.

Propiedades y características

El plomo es un metal pesado.

Los distintos compuestos del plomo son tóxicos y causantes de envenenamiento para las personas con larga exposición al material.

A pesar de su abundancia, el plomo no se consigue en estado puro en la naturaleza.

En estado puro, el plomo presenta una coloración grisácea-azulada.

En condiciones normales, el plomo se encuentra en estado sólido.

Suele utilizarse en aleaciones con otros elementos como cadmio, sodio, bismuto, estaño, antimonio, cobre y arsénico.

El plomo es uno de los metales con punto de fusión más bajo.

Es un metal con propiedades elásticas extraordinarias.

El plomo tiene la propiedad de ser anfótero, ya que al reaccionar con los ácidos suele formar distintos tipos de sales de plomo.

Actualmente, los principales países explotadores de plomo son España, Estados Unidos, Australia, México, Canadá, Perú, Montenegro, Rusia y Serbia.

Propiedades físicas

  • Bajo presiones y temperaturas normales, el plomo es sólido.
  • Su punto de ebullición es de 1749 °C, mientras que su punto de fusión se sitúa en los 327 °C.
  • El plomo tiene una densidad de 11340 kg/m3
  • Organolépticamente, es de presenta un color grisáceo-azulado, blando, dúctil, de textura semiferrosa e inodoro.
  • Es un metal con excelentes propiedades de conducción térmica y eléctrica.
  • En la escala de Mohs, presenta una dureza igual a 1,5.

Propiedades químicas

  • La intoxicación por exposición prolongada a este elemento se conoce como plumbosis.
  • Atómicamente, el plomo se compone de 82 protones, 82 electrones y 126 neutrones.
  • El plomo presenta buena resistencia al contacto con el ácido clorhídrico y ácido sulfúrico.
  • Al estar en contacto con ácido nítrico y bases nitrogenadas, el plomo tiene tendencia a disolverse.
  • Actualmente se conocen 27 tipos de isótopos de plomo, no obstante, en estado natural existen 4 isótopos que se comportan de manera estable.
  • Las formas de plomo más comunes usadas en la industria son el tetraelito de plomo, los silicatos de plomo y los óxidos de plomo.
  • Los estados de oxidación más comunes del plomo son +2 y +4, siendo el +2 el más usual de ambos.

    Silicato de plomo

Propiedades mecánicas

  • En estado puro, es un metal muy dúctil si se trabaja a temperaturas adecuadas.

Usos

Existen múltiples usos del plomo en la actualidad, destacando su aplicación en la fabricación de cubiertas protectoras para cableado de todo tipo, desde internet y electricidad, hasta líneas telefónicas o de televisión.

Aislante de pared de plomo

En el campo de la ciencia nuclear, el plomo es utilizado como aislante protector de rayos X, radiación gamma y radiones. En este sentido, se aprovecha su elevada densidad producto de su alto número atómico.

Además, en la fabricación de transportadores de isótopos radioactivos, el plomo es el material más usado para mantenerlos aislados del exterior.

Actualmente, muchas fábricas usan el plomo para la producción de pigmentos artificiales. En este sentido, los compuestos más usados son el tetróxido de plomo (minio), el sulfato básico de plomo, el silicatoeno de plomo y el albayalde.

En forma de silicato de plomo, este metal es usado para la fabricación de esmaltes para cerámicas y vidrios.

En el campo de la construcción y planificación urbana, la azida de plomo se utiliza como detonador de explosivos plásticos.

Para la fabricación de imanes de cerámica de ferrita, el óxido de plomo se usa como material de aleación.

En el control de plagas, algunas empresas utilizan arseniato de plomo como insecticida para eliminar cucarachas, mosquitos y otros tipos de insectos.

Dónde se encuentra

El plomo es un elemento rico en la corteza terrestre, esto a pesar de que no se presenta en su estado elemental sino como sulfuro de plomo.

En el 2018, China lideró la extracción de plomo con 2, 100 toneladas, segundo de Australia con 450 toneladas, Perú 300, Estados Unidos 260 y, finalmente, México con 240 toneladas.

El plomo es conocido por ser un elemento metálico de proporciones flexibles, inelásticas y de fácil fundimiento con los procesos necesarios a altas temperaturas.

Obtención

Extracción de plomo, Pennsylvania.

La obtención del plomo se fundamenta en la extracción a través de labores de minería en yacimientos con muchos tipos de minerales.

Las minas que podrían tener plomo son aquellas con galena, anglesita o cerusita, pero la más común es la extraída de la galena por ser rica en sulfuro de plomo.

El proceso de refinado consiste en extraer las partículas de plomo de la roca cuando se calcina la mena y se reducen los niveles de óxido en la zona del sulfuro de plomo.

Durante este procedimiento, se evidencia cómo empiezan a caer varios agentes contaminantes como el bismuto, cadmio, plata, cobre, arsénico, oro o zinc.

Cuando se obtiene una masa fundida, se debe trasladar a un reverbero con azufre, vapor y aire para la oxidación de los metales, todos los elementos son eliminados aquí.

Estos procesos son dirigidos para la fabricación de baterías recargables.

Quién lo descubrió

El plomo fue uno de los metales más famosos durante la antigüedad para actividades de trituración o creación de armas para las guerras.

De hecho, en la historia aseguran que el plomo fue el primer mineral en llevarse a Grecia para la construcción de lanzas.

Espadas de plomo

Fue utilizado como tablilla para escribir libros o las últimas palabras para los sepelios. Una de estas evidencias se encuentra en Nueva York, con la inscripción del tiempo Domiciano.

Como el plomo era un producto de la plata, su valor era muy económico, por lo que cualquiera podía comprarlo para muchos fines.

Muchos artesanos utilizaron el plomo como un metal para realizar espadas, lanzas y flechas, por ser un material más preciso a la hora de un ataque, pues no pesaba mucho.

Incluso, mientras que una lanza de plata llegaba a 50 metros, las elaboradas con plomo podían alcanzar hasta 100 y 150 metros.

Esto llevó a que el imperio romano estuviera más interesado en el plomo, lo cual fue utilizado para las cañerías y bañeras recubiertas con este metal.

Plata

La plata es un elemento químico que pertenece al grupo 11 de la tabla periódica, posicionado entre el paladio y el cadmio. Su número atómico es el 47, su masa atómica es igual a 107,8683 unidades y es representado por el símbolo químico Ag, abreviatura de Argentum.

La plata es un metal muy escaso en la corteza terrestre, puesto que ocupa el lugar 66° de los elementos más abundantes y comprendiendo 0,08 partes por millón de la corteza. Mayormente es hallado formando parte de minerales como la argentita, la proustita, la pirargirita, entre otros.

Este metal fue descubierto desde tiempos prehistóricos por antiguas civilizaciones, específicamente aquellas asentadas en Asia Menor y en las islas del Mar Egeo, alrededor del cuarto milenio a. C. De hecho, la plata es uno de los 7 metales más antiguos, al igual que el oro, el cobre y el hierro.

Características y propiedades

La plata forma parte de la serie química de los metales de transición.

De todos los metales, la plata posee la mayor conductividad, tanto eléctrica como térmica. Incluso, tiene el valor más elevado de reflectividad.

A pesar de que usualmente es hallada en forma mineral, la plata es capaz de existir en forma pura en condiciones naturales.

Presenta ciertas semejanzas químicas con el cobre y el oro.

Lingotes de Plata

En la naturaleza, la plata metálica tiende a interactuar muy poco con otros elementos.

Gran parte de la producción de plata depende de la extracción de minerales del cobre, zinc, oro, plomo y níquel.

Los principales productores mundiales de plata son México, Perú, China, Australia, Chile y Rusia. Pero de todos ellos, Perú es el país que mayores reservas minerales de plata posee, seguido por Polonia y Chile.

Propiedades físicas

  • Su punto de fusión se obtiene a los 961,78 °C, mientras que su punto de ebullición se manifiesta a los 2162 °C.
  • En condiciones estándar, su densidad es igual a 10490 kg/m3.
  • Su estado de agregación ordinario es el sólido.
  • Cuando cristaliza desarrolla una estructura con geometría cúbica centrada en las caras.
  • Organolépticamente, es un metal suave con una coloración blanca y brillante.
  • Tiene una elevadísima conductividad eléctrica y térmica.
  • Es un metal diamagnético.
  • En la escala de Mohs tiene una dureza igual a 3.
  • Su alta reflectividad permite reflejar hasta el 95% de la luz que pueda recibir.

Propiedades químicas

  • Atómicamente, está compuesto por 47 electrones, 47 protones y 61 neutrones.
  • Sus electrones oscilan cuánticamente en 5 niveles energéticos.
  • Sus estados de oxidación son: -2, -1, +1, +2, +3.
  • Posee baja reactividad química.
  • La plata es incapaz de reaccionar con el aire y/o con el agua, incluso cuando es calentada al rojo vivo.
  • Mediante la electrólisis, la plata puede oxidarse para formar óxido de plata o peróxido de plata.
  • Las sales de plata son compuestos tóxicos.
  • Presenta una alta tendencia a reaccionar con el ozono, el azufre y sus compuestos.
  • Interactuar con bases fuertes y ácidos no oxigenantes no le afecta. No obstante, ácidos oxigenantes como el ácido clorhídrico y el sulfúrico son capaces de disolver plata.

Propiedades mecánicas

  • Es un metal blando, dúctil y maleable.
  • Es susceptible al pulimento.
  • Presenta una alta resistencia a la corrosión.

Usos

Históricamente, la plata ha sido usada principalmente para producir joyería y ornamentos; vajillas, láminas, vidrios, espejos, y para fabricar y acuñar monedas.

Vajillas de plata

La mayor parte de la producción de plata se dirige al sector industrial. En la metalurgia, la plata es usada para producir aleaciones con níquel, cobalto, cobre, etc. Estas aleaciones se emplean en soldaduras, contactos eléctricos, motores eléctricos, baterías eléctricas y en piezas dentales.

En el campo de la electrónica, la plata y sus aleaciones son vitales para elaborar eficientes contactos en circuitos eléctricos integrados y componentes electrónicos del hardware de computadores.

En la industria química, la plata es útil para fabricar equipos e implementos estables y resistentes. No obstante, este metal destaca como catalizador en las reacciones de oxidación, como aquella entre el metanol y el oxígeno para producir formaldehído.

En medicina, la plata es utilizada en vendajes de heridas, en catéteres urinarios, en tubos de respiración y como recubrimiento de implementos médicos. El nitrato de plata es aplicado externamente para eliminar verrugas, mientras que los iones de plata son usados para eliminar bacterias y hongos.

Los compuestos halógenos de plata y el nitrato de plata, debido a su fotosensibilidad, son utilizados en cámaras fotográficas tradicionales.

El ioduro de plata es liberado en las nubes para provocar artificialmente precipitaciones.

Dónde se encuentra

La producción de la plata alcanzó 23,800 toneladas para el año 2011, liderando la lista países como México y Perú que juntos conforman el 1/3 de la extracción mundial.

Mina de plata – Chihuahua – México

Específicamente, la plata se encuentra abundante en países como México con 6. 100 toneladas, Perú con 4.507 toneladas, China 3. 600 toneladas, Australia 1. 200 toneladas y Chile con 1, 300 toneladas por año.

Es importante que sepas que la plata es un compuesto químico que representa gran parte de la corteza terrestre, sus características son dúctiles y maleables.

Obtención

La plata puede obtenerse en su forma nativa, pero es frecuente que sea encontrada revestida de otros minerales como el azufre, antimonio, arsénico o cloro, formando una especie de conjuntos minerales.

Para obtener la plata es necesaria la producción minera con la utilización de cianuro para eliminar todos los agentes contaminantes del mineral.

Molibdenita revestida con plata

La obtención de la plata sigue los siguientes pasos:

  1. Al momento de encontrar un lugar abundante en plata, se procede a talar agujeros en las rocas.
  2. En cada agujero se coloca una o dos dinamitas para lograr la extracción de la roca mediante explosiones.
  3. La roca es molida y triturada por máquinas enfocadas a este tipo de trabajo, muchas empresas aún realizan esta actividad de manera manual.
  4. Los trozos más pequeños son sometidos a otros procedimientos para volverlo polvo.
  5. A la mezcla es necesario añadir agua para dejarlo sumergido en unos tanques con ácido para separar la plata de otros elementos.
  6. Tras 72 horas, el proceso de separación habría culminado, por lo que se bombea fuera el agua y pasa a través de los filtros cuya función es retener las partículas de metal.

Quién lo descubrió

El nombre de quién descubrió la plata es complicado por los años de antigüedad, pero se sabe que es uno de los sietes metales encontrados desde los inicios de la civilización.

Quinarius, pequeña pieza de plata que vale la mitad de un denario, Roma.

Fue un elemento muy querido por los egipcios, quienes forjaban sus objetos domésticos y los llevaban hasta su tumba, y los griegos lo utilizaban para realizar adornos de uso personal.

En el libro de Génesis y los montones de escorias encontradas en Asia Menor y el Mar Egeo, puntualizan que la plata inició su separación del plomo hace cuatro milenios antes de la era actual.

Cuando inició el auge de la plata, sirvió para los pobladores como material para elaborar armas de guerras, utensilios y ornamentos.

En el año 1516, Juan Díaz de Solís encontró Sudamérica y con él, encontró el famoso mar Dulce que posteriormente Sebastián Carboto llamó como Río de Planta ante la tentativa de que en ese río se podía extraer el metal.

Con este nuevo hallazgo se produjeron muchos más como las reservas en el Nuevo Mundo en Zacatecas y Taxo en México, Paramillos de Uspallata en Argentina y Potosí en Bolivia.

Con el pasar de los años, la plata formó parte de otras finalidades más que objetos personales, es utilizado para los repuestos de vehículos y los enunciados de cuadros.

Oro

El Oro es un elemento químico ubicado dentro de la tabla periódica en el grupo 11, concretamente, entre el Platino y el Mercurio. Su número atómico es el 79, posee una masa atómica 196,96 y simbólicamente es representado como Au.

A pesar de ser un elemento escaso en la superficie de la corteza terrestre, el oro es el metal precioso más común, siendo probablemente el más popular y empleado en la joyería debido a su maleabilidad.

El oro es considerado un metal antiguo, ya que su descubrimiento y uso data de hasta 3000 años A.C, donde distintas civilizaciones antiguas hicieron uso de este metal para crear esculturas, piezas de artesanía, herramientas, joyas y mucho más.

Características y propiedades

Debido a sus propiedades similares a la de otros elementos, es catalogado como un metal de transición, encontrándose en el bloque “d” de la tabla periódica.

El oro es un metal llamativo que en estado puro destaca por su coloración amarilla-dorada brillante.

Debido a su alta maleabilidad, es un metal ampliamente usado en aleaciones.

Lingotes de Oro

El oro posee una densidad muy alta.

En estado natural, el oro se suele encontrar en sulfuros naturales de cobre y plomo, en mezclas de arena y sedimentos e incluso en venas de cuarzo.

En condiciones normales, el oro en estado puro es sólido.

Es un metal que se disuelve con facilidad con el mercurio, siendo éste uno de los más usados para formar amalgamas de mercurio.

El oro no presenta propiedades nocivas para la salud humana.

El oro es un metal poco abundante en la superficie del planeta tierra. No obstante, dada su alta demanda y valor, muchos países se dedican a la explotación del oro. Entre ellos destacan China, Perú, Australia, Estados Unidos, Brasil, Canadá y varios países africanos.

Propiedades físicas

  • El oro posee un punto de ebullición se sitúa a los 2856 °C, y un punto de fusión a los 1064°C.
  • Organolépticamente, el oro es un metal de color amarillo-dorado, blando, dúctil, inodoro y textura metálica.
  • Físicamente, es un excelente conductor térmico y eléctrico.
  • La densidad del oro es de 19300 kg/m3. (19,3 veces la del agua a temperatura de 20°C.)
  • Tiene un índice de dureza de 3,0 en la escala de Mohs.

Propiedades químicas

  • El oro no reacciona al aire, la sal, el agua ni los agentes abrasivos de la naturaleza, sin embargo, es soluble en agua regia y el agua de cloro.
  • Se trata de un metal que no se disuelve al estar en contacto con agua regia o ácidos.
  • Es común que el rodio llegue a oxidarse bajo estados de oxidación +2 +3, 0 y -1.
  • Atómicamente, posee 79 protones, 79 electrones y 118 neutrones.
  • El oro es un metal altamente resistente a los ácidos (exceptuando el ácido selénico) y las sustancias alcalinas.
  • Los estados de oxidación del oro suelen ser +1 y +3, aunque menos común, también +2.

Propiedades mecánicas

  • El oro destaca por ser un metal altamente dúctil y maleable, pudiendo ser aplastado hasta obtener un espesor de incluso 0,00013 centímetros.

Usos

El principal uso del oro se encuentra en la industria de la joyería, sector en el cual se emplea cerca del 75% del oro producido en el mundo.

Piezas de oro

Algunas industrias utilizan compuestos de oro como colorante de color rojo para la coloración de vidrios y algunas piezas de electrónica.

El oro puro es utilizado en la fabricación de lingotes, un método transaccional empleado para las negociaciones entre países.

En la acuñación de monedas, algunos bancos y países utilizan oro puro o aleaciones de oro.

En el campo de la medicina, recientemente se ha empezado a emplear el isótopo de oro 198 como fuente de radiación para tratar el cáncer.

En la fabricación de antenas y estructuras de telecomunicación se usa el oro, dado que éste es un excelente conductor eléctrico y resiste de excelente manera a las condiciones climáticas.

Procesador de computadora – Pentium IV

El oro es usado como reflector de luz infrarroja para proteger algunas partes de los satélites.

Algunas industrias especializadas fabrican cables de oro, dado que posee una excelente conductividad.

En el mundo de la fotografía y la odontología, el oro también tiene múltiples usos.

En la fabricación de algunos componentes electrónicos el oro es utilizado como conductor.

Dónde se encuentra

El oro puede encontrarse fácilmente en países como China, Australia, Rusia, Estados Unidos, Perú, Sudáfrica, Canadá, México, Indonesia, Brasil y Ghana.

Aproximadamente 463 toneladas son correspondientes a en China. Para ser exactos, se manejan cifras de más de 15 millones de toneladas al nivel mundial.

El oro es conocido por ser un mineral de apariencia blanda, amarilla, maleable, pesada y dúctil que ha sido vinculado al poder y el dinero.

Es el único elemento que no reacciona ante la mayoría de los componentes químicos paralelamente a las sustancias involucradas

Obtención

La obtención del oro se da por medio de la minería, este se ha convertido en uno de los planes de negocio más lucrativos por su alto valor.

A lo largo de la historia, se han generado varias formas de extraer oro proveniente del suelo.

Por ejemplo, el oro de origen magmático es extraído desde el interior de la tierra a muchos metros de profundidad. Estos son los tipos de obtención de oro más comunes:

Obtención de oro a través del bateo

Bateo, técnica manual para la extracción de oro

La obtención de oro a través del bateo consiste en los siguientes pasos:

· Llena un recipiente con arena y gravilla en un río con oro.

· Con el recipiente de 25 a 35 cm de diámetros, se debe agitar rítmicamente para eliminar la densidad de la arena y pueda verse el metal.

· Una vez visto, se debe colocar en un envase limpio e ir juntando oro en cada vaciado.

Obtención de oro con detectores de metales

Buscando oro con un detector de metales

La obtención de oro con detectores de metales es una de las prácticas más curiosas que hay, pues es considerada una de las formas más difíciles de encontrar.

El oro es considerado un metal precioso, al pasar el sensor de metal debería emitir un sonido como de alarma.

Su único aspecto negativo es que el sensor reacciona ante cualquier metal que no sea este mineral.

Obtención de oro con Cianuro

La obtención de oro con cianuro se fundamenta en los siguientes pasos:

· Buscar una roca rica en oro.

· Verter sobre la roca un poco de cianuro de sodio.

· Añadir zinc para separar el oro de los agentes contaminantes.

· Con la ayuda del ácido nítrico y sulfúrico, eliminar el zinc para obtener íntegramente el oro.

Este es un procedimiento que se lleva a cabo en las refinerías o personas experimentadas en el área para la extracción industrial de este material precioso.

¿Quién lo descubrió?

Desde tiempos milenarios, fue el oro el mineral que captó la atención del hombre por su brillante color, por ello, saber quién lo descubrió es muy complicado.

Máscara de oro de Tutankamón que representa un Nemes y un Uraeus en la parte superior

En la época neolítica el hombre logró desarrollar la capacidad para generar hachas de piedra, pero luego sus armas tomaron un giro cuando apareció el oro.

No se sabe cuál fue el proceso que llevó al hombre a encontrar el oro, lo que sí se conoce es que buscó maneras de unificarlo y conformar armas o joyas para su vida cotidiana.

El oro está vinculado fuertemente al Hemisferio oriental, donde la historia narra que las naciones de más alto poder se custodiaban enteramente con elementos de este material precioso.

Asimismo, el oro en Egipto, proveniente del Sur de Sudán era utilizado para la reacción de platos, joyas, estatuas y otros elementos decorativos.

Poco después se conoció que fue utilizado con un instrumento de pago, por eso surgieron las monedas y otros mecanismos de pago con el material.

Actualmente, el oro sigue manteniendo ese valor invaluable para la creación de joyas, estatuillas, láminas y membretes fijados en las paredes.

Mercurio

El Mercurio un elemento químico considerado un metal pesado. Se encuentra dentro de la tabla periódica, entre el Oro y el Talio. Su número atómico es el 80, su masa atómica es de 200,59 y se representa simbólicamente como Hg.

El mercurio, además de ser un metal noble, destaca por ser el único metal que se mantiene en estado líquido bajo condiciones de laboratorio, cuestión que ha permitido un amplio uso de este elemento en el campo de la ciencia y la industria. No obstante, su uso está disminuyendo considerablemente en la actualidad debido a su toxicidad.

El mercurio es considerado uno de los metales antiguos, por lo que su descubrimiento data de épocas mucho más previas a la civilización actual. De hecho, algunos descubrimientos arqueológicos han demostrado que el mercurio era utilizado, por ejemplo, por los antiguos egipcios en fechas que oscilan entre los 1500 y 1600 años A.C.

Características y propiedades

Debido a sus propiedades similares a la de otros elementos, es catalogado como un metal de transición, encontrándose en el bloque “d” de la tabla periódica.

El mercurio es el único metal que se obtiene en estado líquido en la naturaleza.

Se trata de un metal con excelentes propiedades conductoras de electricidad.

Este elemento no suele encontrarse en estado puro en la naturaleza.

Bajo ciertas condiciones ambientales, el mercurio puede llegar a ser tan blando como el Plomo.

El mercurio no es un buen conductor térmico.

Es de un color grisáceo-plateado.

Se trata de un metal muy raro y poco abundante en la corteza terrestre.

La producción mundial de Mercurio cuenta con importantes países como China, Chile, Kirguistán, Perú, Rusia, Marruecos, España y otros varios.

Propiedades físicas

  • Su punto de ebullición se encuentra a los 357 °C, y su punto de fusión a los -37 °C.
  • Organolépticamente, el mercurio es un metal de color blanco-plateado brillante, blando, líquido, inodoro y textura metálica.
  • El mercurio en estado puro presenta buenas propiedades dúctiles.
  • Es un metal de fácil aleación con un amplio número de metales como la plata y el oro, aunque el hierro no es uno de ellos.
  • La densidad del mercurio es de 13524 kg/m3.
  • Tiene un índice de dureza en la escala de Mohs de 1,5.

Propiedades químicas

  • Atómicamente, el mercurio se compone de 80 protones, 80 electrones y alcanza su estabilidad con 121 neutrones.
  • Se trata de un metal capaz de formar amalgamas con otros metales.
  • El mercurio es dañino para los seres humanos. Su inhalación, ingesta o contacto puede causar desde irritación, hasta envenenamiento por mercurio.
  • El mercurio puede presentar estados de oxidación +2, +1, e incluso menores, siendo el único elemento de su grupo que posee estado de oxidación en +1.
  • Las sales de mercurio son altamente solubles en agua.
  • El mercurio no suele reaccionar al contacto con casi todos los ácidos. No obstante, suele reaccionar al contacto con ácido sulfhídrico.
  • Actualmente se conocen siete isótopos de mercurio distintos

Propiedades mecánicas

  • El mercurio no presenta propiedades mecánicas destacables.

Usos

El mercurio se usa en la fabricación de interruptores eléctricos y bombas de difusión.

Termómetros de mercurio

Dado a que se trata de un metal líquido, el mercurio se emplea en la confección de instrumentos de medición como rectificadores de vapor, tacómetros, termómetros, termostatos y barómetros.

En la fabricación de lámparas fluorescentes, el mercurio es utilizado en estado gaseoso.

Debido a su alta refracción, el mercurio es usado en muchos telescopios de tránsito. De esta manera, se obtiene una alternativa más económica a los telescopios de espejo.

Telescopio de tránsito

En el campo de la electrónica, este metal es utilizado para la producción de electrodos especiales de mercurio.

El mercurio gaseoso se emplea en algunas industrias para fabricar letreros fluorescentes y lámparas de gas.

En algunos países, el mercurio es un compuesto usado para algunas medicinas y productos para la salud. No obstante, su uso está en declive a raíz de sus propiedades tóxicas para el ser humano.

 

Dónde se encuentra

El mercurio se encuentra con facilidad por ser un elemento constitutivo de la corteza terrestre, aunque se presente de varias maneras y nunca será en su forma elemental.

Los países en donde más se encuentra el mercurio son México con 267 toneladas, seguido de países como Bolivia Argentina, Cuba, Paraguay, Chile y Brasil.

 

Cinabrio

En la actualidad, las minas de Almadén (España), Idrija (Eslovenia) y Monte Amiata (Italia) son otros de los principales yacimientos de cinabrio con sulfuro de mercurio.

Es un metal que posee la fama de ser plata líquida por su aspecto plateado. Además, es el único elemento que puede participar en actividades estándares de laboratorio.

 

Obtención

La obtención del mercurio se da a través del sulfato de mercurio o mineral cinabrio. La extracción siempre se ha realizado a través de actividades mineras.

Botella de Mercurio Líquido

Sin embargo, hace algunos años se descubrió un procedimiento para simplificar las actividades con las que se desprendía el mercurio de la roca natural.

Los procesos consisten en calentar el sulfuro de mercurio a temperaturas superiores a 540°C para efectuar la vaporización del metal y la roca.

Luego, los descubridores deben captar y enfriar los vapores para poder extraer las cantidades de mercurio en su estado líquido.

Una vez finalizados estos procedimientos, se debe dejar reposar un tiempo y luego estará listo para utilizarlo.

Quién lo descubrió

Fue descubierto por primera vez en la tumbas de los faraones en el Antiguo Egipto, alrededor de los años 1. 500 a. C.

También hay avistamientos en China y Tíbet como forma instrumento para extender la vida.

El mercurio es un metal muy utilizado para la sanación de heridas y conservar la operatividad de la salud en general a través de lociones al cuerpo.

El emperador Quin Shi Huang fue el primero en probar los efectos mortales para el cuerpo al tomar una infusión de mercurio con té de jade en polvo recetado por la Dinastía.

Aunque sus bondades fueron positivas para el tratado del cuerpo, no podía ser ingerido.

Para el año 2014, se encontraron grandes cantidades de este metal en una cámara de 18,2 metros debajo de un presunto templo de 1. 800 años conocidos como la “Pirámide de la Serpiente Emplumada”.

La historia cuenta que la presencia del mercurio se debía a cultos o tradiciones para extender el plazo de la vida, tal como una fuente de poder. Al mismo tiempo, la antigua Grecia utilizaba el mercurio como ungüentos para la eliminación de acné, fracturas o aliviar los dolores.

Actualmente, la producción y uso del mercurio se han actualizado. Sin embargo, aún es utilizado para la elaboración de ciertos medicamentos como cremas y cosméticos.

Magnesio

El magnesio es un elemento químico que se encuentra en el grupo 2 de la tabla periódica, y está situado entre el sodio y el aluminio. Posee un número atómico igual a 12, su masa atómica es de 24,312 unidades y es representado por el símbolo Mg, abreviatura del latín Magnesium.

Este elemento es el 9° elemento más abundante en la corteza terrestre, constituyendo 2% de esta. Compone más de 60 minerales, y también una gran cantidad de sales. Los minerales de magnesio más importantes son la dolomía, la dolomita, la magnesita, la carnalita y la brucita.

El descubrimiento del magnesio es concedido al químico británico Humphry Davy, ya que en el año 1808 logró aislarlo de una mezcla de magnesia (óxido de magnesio) y óxido de mercurio, por medio de la electrólisis. Sin embargo, ya en el año 1755 se empezaba a sospechar la existencia del magnesio; Joseph Black fue el primero en reconocerlo como elemento químico.

Características y propiedades

El magnesio pertenece a la serie química de los metales alcalinotérreos.

Este metal comparte ciertas propiedades químicas con el calcio.

Posee el punto de fusión y de ebullición más bajo de todos los metales alcalinotérreos.

Lingotes de magnesio

A escala planetaria, es uno de los metales más comunes, después del hierro, aluminio, oxígeno y silicio, aportando el 13% de la masa del planeta y una considerable parte del manto terrestre.

En océanos y mares es el tercer elemento más abundante, después del sodio y el cloro.

El magnesio no se encuentra en estado puro en la corteza terrestre, debido a su alta reactividad.

Iónicamente, es un elemento vital en el mecanismo celular de los seres vivos.

Los principales productores globales de magnesio son China, Rusia y Estados Unidos. En China producen magnesio puro mediante un proceso térmico, que consiste en la reducción de óxidos magnésicos mediante silicio. Mientras que en Estados Unidos someten al cloruro de magnesio, presente en el agua marina, a un proceso electrolítico.

Propiedades físicas

  • Su punto de fusión es alcanzado a los 650 °C, y su punto de ebullición a los 1090 °C.
  • Posee una densidad estándar igual a 1738 kg/m3.
  • Su estado de agregación ordinario es el sólido.
  • En estado sólido se cristaliza siguiendo un patrón hexagonal compacto.
  • Organolépticamente, es un metal suave con tonalidades blancas y plateadas.
  • Es un metal paramagnético.
  • En la escala de Mohs, tiene una dureza de 2,5.

Propiedades químicas

  • Atómicamente, está compuesto por 12 electrones, 12 protones y 12 neutrones.
  • Sus 12 electrones oscilan en 3 niveles energéticos.
  • Sus estados de oxidación son +1 y +2.
  • Al reaccionar con el oxígeno produce una capa de óxido, que resulta ser impermeable y resistente.
  • En reacciones con agua provoca una abundante liberación de moléculas de hidrógeno. Si el magnesio está pulverizado la reacción se acelera.
  • Se combina con la gran mayoría de los no metales y los ácidos. Reacciona lentamente con bases fuertes y con diversos compuestos orgánicos.
  • Genera reacciones exotérmicas con el ácido clorhídrico, produciendo cloruro metálico e hidrógeno.
  • Es un metal inflamable, especialmente en forma de polvo. Al entrar en combustión produce una llama blanca incandescente, la cual es difícil de extinguir, ya que se alimenta del nitrógeno y del dióxido de carbono atmosféricos.

Propiedades mecánicas

  • Es un metal liviano.
  • En estado puro, el magnesio policristalino es susceptible a presentar fracturas por cizallamiento.
  • La magnitud de su ductilidad se elevada cuando es aleado con cantidades pequeñas de otros metales, especialmente con el aluminio.

Usos

Cabina de un Boening 787

Una significativa cantidad de magnesio metálico es empleado por la industria de la metalurgia, para producir aleaciones con aluminio y/o zinc, usadas en piezas aeronáuticas, automotrices, mecánicas, en neumáticos, entre otros. Una notable aleación de magnesio es la llamada Elektron 21, muy usada en ingeniería aeroespacial.

El magnesio metálico también es usado como agente reductor en la producción de hierro, acero, uranio y en el proceso Kroll para producir titanio puro. Incluso, es usado para elaborar materiales súper ligeros y resistentes, los cuales tienen una estructura conformada por nanopartículas compuestos de silicio y carbono.

En la industria química, el magnesio es usado en formas de tiras delgadas para purificar solventes, para preparar etanol súper seco y es esencial para la síntesis de reactivos de Grignard.

En la electrónica, el magnesio metálico participa en la fabricación de teléfonos

Suplemento médico con Magnesio

computadores portátiles, tabletas, cámaras, entre otros. Además, es útil para producir baterías.

 

En la medicina, el hidróxido de magnesio es usado como antiácido y laxante. Sales de magnesio, como el cloruro y el sulfato, sirven para tratar problemas digestivos e intestinales.

Gracias a su particular reacción de combustión, el magnesio es usado en flashes fotográficos, fuegos artificiales y bombas incendiarias.

Dónde se encuentra

Países como China, Brasil, Turquía, Rusia y Austrias son países ricos en magnesio y son los primeros en posicionarse entre los mayores productores de la materia prima.

El magnesio es el noveno elemento más abundante en la corteza terrestre y el tercero que está más presente en la composición del agua de mar.

Este se constituye de un ion de magnesio que puede complementarse para mantener el óptimo desarrollo de las células vivas.

Es frecuentemente encontrado en la naturaleza como un elemento libre, pero es válido resaltar que, en muy pocas ocasiones, se muestra en su estado más puro, casi siempre viene acompañado de otros metales.

En los alimentos también es posible encontrar magnesio, específicamente en los siguientes:

· Cereales como la levadura, arroz, avena, trigo, y germen de trigo.

Magnesio en los alimentos

· En el chocolate negro.

· En la clorofila.

· En las legumbres como alubias, lentejas, soya, alubias, habas.

· En los frutos secos como almendras, pistachos, avellanas, nueces, girasoles y sésamo.

Obtención

La obtención de magnesio es muy sencilla, porque al ser un compuesto rico en la tierra, puede encontrarse con ayuda de agujeros y referencias sobre la tala para minerales.

Sin embargo, distinguir el magnesio sí es un tema interesante. Las rocas con el mineral vienen con los depósitos más importantes como la brucita, olivino, magnesita, dolomita y dolomía.

El científico Robert Bunsen marcó la pauta en los mecanismos de obtención de magnesio con la electrólisis del cloruro de magnesio método utilizado por Estados Unidos y otros países.

El procedimiento de la electrólisis consiste en:

 

Dolomita

. Extraer la roca rica en magnesio.

 

· Aplicar una corriente eléctrica a través de dos electrodos conectados en una fuente de alimentación energética.

· Sumergir, en este caso en cloruro de magnesio, la roca para iniciar la disolución.

· Se debe tener en cuenta que los electrodos atraen sus cargas opuestas, por lo que las partículas de magnesio se desplazan a esta dirección.

En palabras generales, el proceso tiene como resultado la oxidación y reducción en las reacciones del mineral ante una descarga eléctrica que funciona como estimulante.

Todos los electrodos conectados en el lado positivo se le llaman ánodos y que el negativo tiene por nombre cátodos.

Quién lo descubrió

Los primeros avistamientos sobre el magnesio surgieron a principios del año 1618, cuando un granjero de nombre Epson dio de beber agua a sus vacas.

Lo curioso del caso es que los animales se negaban, porque el vital líquido era muy amargo, pero el granjero las obligaba porque curaba rápidamente sus heridas y golpes.

Poco a poco, esta sustancia se hizo popular en la localidad por sus bondades curativas.

De hecho, el granjero inició la comercialización del líquido que más tarde se conoció que se trataba de sulfato de magnesio hidratado (MgSO).

Al mismo tiempo, el científico inglés, Joseph Black identificó el magnesio como un elemento químico gracias a sus creaciones y características. Ocurrió en el año 1755.

Sir Humphrey Davy

Sin embargo, fue producido por primera vez en las manos del científico, Sir Humphrey Davy en Inglaterra para el año 1808, cuando utilizó la electrólisis acompañada de una mezcla con magnesio (periclita) y óxido de mercurio.

También, Antonie bussy se aventuró por los descubrimientos en torno al magnesio, pero solo pudo prepararlo de forma coherente para el año 1831.

Con el pasar de los años, el hombre le dio nuevas funcionalidades al magnesio como material refractario para hornos y recubrimientos en productos de hierro, acero y otros metales.

También se encuentra presente en el cristal, cemento y algunos productos de agricultura, industrias químicas y de construcción.

Hierro

El hierro es un elemento metálico que se encuentra en el grupo 8 de la tabla periódica, ubicado entre el manganeso y el cobalto. Posee un número atómico igual a 26, su masa atómica es igual a 55,847 unidades, y es representado por el símbolo químico Fe, abreviatura del latín Ferrum.

Este metal es el 4° elemento químico más abundante en la corteza terrestre, comprendiendo un 5% de su estructura. En la corteza comúnmente es hallado en forma mineral, componiendo minerales tan importantes como la hematites, la magnetita, la pirrita y la limonita, entre otros.

El hierro es un elemento antiguo que fue descubierto por las civilizaciones de la Edad de Bronce asentadas en Oriente Medio entre los siglos XII y X a. C. El posterior perfeccionamiento de las técnicas de uso y manejo del hierro, para la elaboración de herramientas, armas, etc., marca el surgimiento de la Edad de Hierro.

Características y propiedades

El hierro es un elemento que pertenece a la serie química de los metales de transición. Destaca por ser el metal de transición más abundante en la corteza.

Además de hallarse en la corteza terrestre, puede encontrarse en meteoritos y en el núcleo del planeta, representando un 70% de este. Así que a escala planetaria es el elemento más abundante, en lo que respecta a masa.

En la naturaleza, el hierro no se presenta en estado puro, sino que forma sales y minerales al reaccionar con otros elementos, especialmente con el oxígeno.

Es uno de los metales de mayor importancia para la humanidad, tanto por su intervención histórica iniciando lo que se conoce como la Edad de Hierro, como por su indispensable uso actual.

El hierro es uno de los elementos más estables y pesados en el universo.

La producción de hierro está dominada por China, Australia, Brasil, Japón, India y Rusia. De todos ellos, Australia sobresale por poseer las reservas minerales de hierro más ricas.

Propiedades físicas

  • Su punto de fusión se alcanza a los 1535 °C, mientras que su punto de ebullición se obtiene a los 2750 °C.
  • La densidad del hierro es de 7874 kg/m3.
  • Su estado ordinario es el sólido.
  • Comúnmente, posee una estructura cristalina cúbica centra en el cuerpo.
  • Organolépticamente, es un metal mediamente duro con una coloración plateada oscura.
  • Es un metal ferromagnético.
  • Presenta una relativamente baja conductividad eléctrica y térmica.
  • En la escala de Mohs, tiene una dureza igual a 4.

Propiedades químicas

  • A escalas atómicas, generalmente está compuesto por 26 electrones, 26 protones y 30 neutrones.
  • Sus electrones vibran en 4 niveles energéticos.
  • Sus estados de oxidación son: -4, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7.
  • Alotrópicamente, posee 4 variedades: hierro alfa (cristal cúbico centrado en el cuerpo), hierro gamma (cristal cúbico centrado en las caras), hierro delta (cristal cúbico centrado en el cuerpo) y hierro épsilon (cristal hexagonal compacto).
  • Al interactuar con el aire forma una capa superficial de óxido. Esto lo hace propenso a la corrosión.
  • Los compuestos ferrosos (+2) se oxidan con facilidad en compuestos férricos (+3).
  • El hierro es un buen agente de reducción, ya que es el metal de transición con mayor reactividad.

Propiedades mecánicas

  • Es un metal con elevada ductilidad, tenacidad y maleabilidad.
  • Al combinarse con carbono se produce un incremento de su dureza y resistencia tensional.

Usos

Estructura de hierro – Puente

El hierro, como metal de mayor producción mundial, es utilizado principalmente como material constructivo y estructural, puesto que posee una alta resistencia y su producción conlleva unos costos relativamente bajos.

La metalurgia y la siderurgia son los sectores industriales que aprovechan al máximo al hierro para producir fundiciones y aceros estructurales. El acero es una aleación de hierro y carbono, a las que suele agregarse otros metales como el cromo, para mejorar ciertas propiedades, en este caso, su debilidad a la corrosión.

El hierro en estado puro es usado para fabricar potentes electroimanes y láminas metálicas galvanizadas.

Imán

El óxido férrico es utilizado para elaborar tintes rojos, especialmente la tonalidad conocida como rojo veneciano, y también sirve para pulir y para magnetiza cintas y discos.

El cloruro de hierro es un compuesto empleado como disolución alcohólica para colorear telas, además, puede usarse para tratar aguas residuales, para fabricar placas de circuitos impresos y como aditivo alimenticio.

En el campo de la medicina, el sulfato de hierro es usado en el tratamiento de la anemia. Incluso, permite purificar el agua de partículas residuales.

Los catalizadores de hierro participan en el proceso Haber-Bosch y en el Fischer-Tropsch, para producir amoníaco y combustible, respectivamente.

Dónde se encuentra

Las mayores reservas de hierro se encuentran en Australia, seguido de Brasil, Rusia y en China, estas son las entidades para la extracción del mineral en las minas.

Hematita

El hierro representa hasta el 70% de la corteza terrestre, siendo uno de los minerales más abundantes en las masas planetarias detrás del aluminio y el plomo.

Sus usos se fundamentan en los productos de cosmologías para la elaboración de productos de bellezas como labiales y mascarillas para el rostro.

Es válido afirmar que el hierro también se encuentra presente en los organismos de los seres vivientes y los seres humanos.

Obtención

La obtención del hierro es un tanto complicada, pues no se encuentra en estado natural por estar

Hierro en estado Natural – Óxido férrico

recubierto de óxido y otros minerales.

Al momento de extraer la roca del suelo, es necesario pasarla a través un detector de metales, si este emite un sonido de alerta es porque se trata de un metal.

Luego de verificar que se trata de hierro es muy importante someter la roca a estos procedimientos:

· Proceso de flotación: consiste en utilizar detergentes para que el hierro se pegue a estos componentes y flote.

· Proceso de imanes: ubicar imágenes alrededor de la roca para atraer el hierro.

¿Quién lo descubrió?

Los primeros indicios del hierro datan desde el cuarto milenio ante de la existencia de Cristo, especialmente para los sumerios y egipcios.

Espadas de hierro antiguas

Con el paso de las décadas, empezaron a aparecer más artilugios como platos, envases, armas, joyas, espadas y otros artículos.

Mesopotamia, Anatolia y Egipto fueron las primeras ciudades en acoger el hierro como un mineral para elaborar diferente artículos cotidianos.

El hierro se encuentra estrechamente vinculado para los años 1. 600 y 1. 200 a. C con el oriente medio, funcionó como sustituto del bronce.

En los períodos del siglo XII a. C y X a. C se produjo una transición en Oriente Medio donde cambiaron el bronce por el hierro.

La Edad de Hierro fue una época donde este material tomó gran auge, de hecho sus niveles productivos se ubicaron en las 15 toneladas al nivel mundial.

En Grecia, se utilizó el hierro para los años 1. 000 a. C pero no llegó a Europa occidental hasta el siglo VII a. C.

Aunque el hierro fue acogido poco a poco, el cambio era inminente, pues el hierro era más duro y resistente que el bronce y otros metales.

Luego se originó la cultura de La Téne siendo la “segunda Edad de Hierro” para la creación de herramientas, prendas y armas para la cotidianidad.

Con el paso de los años, el hierro se fue incorporando a otras valoraciones como pilares en construcción. De hecho, la Torre Eiffel en París cuenta con un armazón de hierro.

Cobre

El cobre es un elemento metálico que se encuentra en el grupo 11 de la tabla periódica, estando posicionado entre el níquel y el zinc. Su número atómico es el 29, su masa atómica es igual a 63,546 unidades y es identificado con el símbolo químico Cu, proveniente del latín Cuprum.

El cobre es un metal relativamente abundante en la corteza terrestre, representando alrededor de 50 partes por millón de esta. Naturalmente, el cobre se manifiesta tanto en forma mineral como en forma pura. Algunos de los minerales del cobre son la cuprita, la melaconita y la covellina.

El cobre fue uno de los primeros metales descubiertos por el homo sapiens. El descubrimiento generalmente se le atribuye a las civilizaciones antiguas de Oriente Medio, y sucedió a mediados del 9000 a. C., dando inició a 2 épocas prehistóricas de importancia: la Edad del Cobre y la Edad del Bronce.

Características y propiedades

El cobre forma parte de la serie química de los metales de transición.

El cobre resalta por ser el segundo metal con mayor conductividad eléctrica. La plata ocupa el primer lugar.

Es uno de los pocos metales que pueden ser hallados en estado puro en la naturaleza.

Gracias a la conjunción de sus propiedades físicas, químicas y mecánicas, el cobre es el 3° metal de mayor uso y producción en el mundo, después del hierro y el aluminio.

El cobre es un metal de importancia biológica, puesto que interviene en la fotosíntesis y en la generación de glóbulos rojos, entre otros procesos vitales del cuerpo humano.

Los principales productores globales de cobre mineral son Chile, Perú, China, Estados Unidos y la República Democrática del Congo. En cuanto a las reservas, la mitad de los yacimientos minerales de cobre más abundante se hallan en territorio chileno.

Propiedades físicas

  • El punto de fusión del cobre se desarrolla a la temperatura de 1084,62 °C, y su punto de ebullición es alcanzado a unos 2562 °C.
  • Posee una densidad estándar igual a 8960 kg/m3.
  • Su estado de agregación ordinario es el sólido.
  • Es un metal diamagnético.
  • Es un buen conductor de electricidad y de calor.
  • Presenta una estructura cristalina cúbica centrada en las caras.
  • Organolépticamente, es un metal blando y de color rojizo brillante.
  • En la escala de Mohs, su dureza es igual a 3.

Propiedades químicas

  • Un átomo de cobre está compuesto por 29 electrones, 29 protones y 35 neutrones.
  • Posee 4 niveles energéticos, u orbitales electrónicos.
  • Sus estados de oxidación son: -2, +1, +2, +3, +4.
  • Presenta una reactividad relativamente baja.
  • Al entrar en contacto con el agua no reacciona.
  • Reacciona lentamente con el oxígeno atmosférico, formando una ligera capa de óxido que le protege de la corrosión, este es un proceso conocido como pasivasión.
  • El cobre es especialmente débil a los halógenos cuando existen altos niveles de humedad. En condiciones secas es capaz de resistir el ataque del cloro y del bromo, mientras que el flúor es solo capaz de atacar a temperaturas mayores de 500 °C.
  • Este metal también es susceptible a la influencia de ácidos, sobre todo a los ácidos oxácidos y al ácido cítrico.

Propiedades mecánicas

  • Es un metal de gran maleabilidad, elasticidad y ductilidad.
  • Tiene una elevada maquinabilidad, por lo que es fácil de trabajar. Razón por la que puede ser laminado, forjado, soldado, templado y recocido.
  • Presenta una relativamente alta resistencia tensional.
  • Las temperaturas bajas amplifican las magnitudes de sus propiedades mecánicas.

Usos

Filamentos de cobre

Debido a elevada conductividad eléctrica, el principal uso del cobre radica en la fabricación de todo tipo de cables eléctricos ya sea para entornos residenciales o industriales. Incluso, el cobre es un componente esencial de los cables telefónicos, de fibra óptica y en sistemas inalámbricos.

El cobre es también usado como cableado interno en dispositivos y equipos electrónicos, como motores, generadores, transformadores, etc. A su vez, es una pieza básica de los circuitos integrales, disipadores de calor, electroimanes, tubos de vacío, tubos de rayos catódicos y en los magnetrones de los microondas electrodomésticos.

En la industria automotriz, el cobre se utiliza para fabricar componentes de vehículos ligeros y pesados. Los radiadores son los componentes que mayormente requieren de cobre, sin embargo, su uso también se distribuye en la producción de cojinetes y frenos.

El cobre también es utilizado en la fabricación de Calderas, para la elaboración industrial de Cerveza

En la metalurgia, el cobre es usado para elaborar aleaciones, fundiciones (ánodos y cátodos), tubos, láminas, alambres, etc. Las aleaciones más conocidas del cobre son el bronce, el latón y la alpaca, las cuales son usadas con fines estructurales y ornamentales en diversas construcciones y mecanismos, ya que son resistentes a la corrosión y de gran esteticidad.

De todos sus compuestos sobresale el sulfato cúprico, que sirve como abono, pesticida, depurador de agua y conservante de la madera.

¿Dónde se encuentra?

El cobre se encuentra en países como Chile, Estados Unidos, China, Perú y República Democrática del Congo.

El cobre es un metal curioso de color rojizo y brillos metálicos. Su estructura es perfecta para la fabricación de cables eléctricos y otros objetos electrónicos.

Es conocido por ser un elemento que permite la libre conductibilidad eléctrica y su maleabilidad, es el tercer metal más consumido en el mundo por esta razón.

 

Obtención

La obtención del cobre proviene de la extracción del mineral a través de las minas, donde se encuentra en bajas concentraciones del 0, 4 y 1%.

Azurita

El proceso de obtención del cobre se fundamenta en diversas etapas:

  • Fusión de la mata: consiste en tomar un mata líquida del 50% al 60% de cobre, este debería ser calentada a 1. 250 grados por unas horas.
  • Conversión de la mata: este es el momento donde se inyecta un poco de oxígeno a la mata y alcanza temperaturas superiores los 1. 200 grados, de este resultado se obtendrá un blíster.
  • Refinado reductor: se elimina el oxígeno del cobre a través de la transferencia de gas propano, quemado junto al oxígeno. Esto permite el 99% de la pureza en el metal.
  • Refinado electrolítico: este paso se utiliza cuando se requiere de una pureza extrema del cobre, este refinado es posible a través de una electrolización a bajos potenciales.

¿Quién lo descubrió?

Nada se sabe sobre el nombre de la persona que descubrió el cobre, pero se conoce que sus primeros avistamientos se produjeron hace unos 10.000 o 12.000 años.

Se implementó ante la necesidad de dejar las herramientas de piedra y se utilizara este material por ser más resistente, dúctil y duro.

Brazalete antiguo de cobre

Los primeros artículos que se evidenciaron hechos de cobre fueron las velas, siendo instrumentos de alta pureza, innovadores para algunas ciudades de Asia y el Mediterráneo.

Pero el cobre no se quedó allí, con el paso de las décadas, tomó otras figuras como herramientas de labrado, instrumentos domésticos y ornamentos para los monarcas de la época.

Los descubrimientos han apuntado que el objeto de cobre más antiguo fue el encontrado fue en el norte de Irak que tiene una data aproximada de 8. 700 A.C.

Ante el descubrimiento, los científicos aseguran que el cobre pudo desarrollarse varios milenios antes de Cristo, como lo pudo ser en el caso de los sumerios y los egipcios.

El cobre ha significado grande avances para las construcciones y cableados.

Su combinación con el estaño ha permitido crear una aleación que permitió la entrada a la edad de bronce con mayor facilidad.

La historia narra que la principal fuente de cobre fue encontrada en Chipre, donde también fueron encontrados algunos yacimientos ya explotados.

El cobre ha protagonizado varios de los escenarios importantes de la historia, tales como los rollos del icónico mar muerto, el sistema de plomería de las pirámides egipcias, pilares para el barco de Cristóbal colón, entre otras cosas.

El cobre para el futuro, seguirá siendo esencial por sus características de conductor eléctrico y por ser partícipe en la conformación de las computadoras y otros equipos.

Calcio

El calcio es un elemento metálico que pertenece al grupo 2 de la tabla periódica, y está ubicado entre el potasio y el escandio. Su número atómico es el 20, su masa atómica es igual a 40,087 unidades y es representado por el símbolo Ca, abreviatura del latín Calx.

El calcio es el 5° elemento más abundante en la corteza terrestre, contribuyendo con el 3,5% del peso total de esta. En la corteza terrestre, el calcio es hallado formando rocas y minerales importantes, como la calcita, la dolomita, la piedra caliza, el mármol y la dolomía.

Este metal fue descubierto en el año 1808 por el químico británico Humphry Davy, quien logró aislar calcio puro de una amalgama de mercurio y cal, mediante la electrólisis. Actualmente, la mejor manera de obtener calcio puro es mediante la electrólisis del cloruro de calcio.

Características y propiedades

El calcio es un elemento que forma parte de la serie química de los metales alcalinotérreos.

Es el tercer metal más abundante en la corteza del planeta, después del aluminio y el hierro.

Calcio puro

Este metal no ha sido encontrado en estado puro en la naturaleza, a pesar de su baja reactividad en comparación con otros metales alcalinotérreos.

Sus propiedades son similares a las del bario, estroncio y el radio, que se encuentran en el mismo grupo químico.

El compuesto de calcio más común en el planeta es el carbonato de calcio, que compone a la piedra caliza, en fósiles y minerales como la fluorita, la anhidrita, entre otros.

Los iones de calcio desempañan un papel relevante en innumerables procesos fisiológicos y bioquímicos de los seres vivos. Es más, es el quinto elemento más abundante en el organismo humano.

Los principales productores de calcio son China, Rusia y Estados Unidos; en segundo plano se encuentran Canadá y Francia. Países como China y Rusia, obtienen el calcio puro de la electrolisis del cloruro de calcio, sin embargo, en Canadá y Estados Unidos lo obtienen mediante la reducción de la caliza con aluminio a elevadas temperaturas.

Propiedades físicas

  • Su punto de fusión se alcanza a los 842 °C, por otra parte, su punto de ebullición se logra a los 1484 °C.
  • La densidad estándar del calcio es igual a 1550 kg/m3.
  • Su estado ordinario es el sólido.
  • En estado sólido desarrolla una geometría cristalina cúbica centrada en las caras.
  • A temperaturas superiores a los 450 °C adopta una geometría hexagonal compacta y anisótropa.
  • Organolépticamente, es un metal blando y de coloración blancuzca plateada.
  • Es un metal paramagnético.
  • Presenta una relativa baja conductividad eléctrica y térmica.
  • Tiene una dureza de 1,75 Mohs.

Propiedades químicas

  • Un átomo de calcio está compuesto por 20 electrones, 20 protones y 20 neutrones.
  • Sus electrones vibran en 4 niveles de energía cuántica.
  • Sus estados de oxidación son +1 y +2.
  • Cuando entra en combustión emite una llama rojiza amarillenta y produce óxido de calcio y nitruro.
  • Al oxidarse genera una ligera capa de óxido y nitruro que lo aísla de nuevas interacciones. Durante esta reacción su coloración se torna amarillenta, sin embargo, en ambientes húmedos puede recuperar su coloración blancuzca grisácea.
  • El calcio puro reacciona explosivamente con el agua para producir hidróxido de calcio y liberar hidrógeno.
  • En estado puro puede ser diluido por amoniaco líquido para formar una solución azul oscura.

Usos

Buena parte del calcio metálico producido globalmente es usado por la industria metalúrgica. El calcio se desempeña como agente reductor en procesos de obtención de cromo, uranio, torio, zirconio, entre otros. Además, sirve como desulfurizador y descarburizador de aleaciones ferrosas y no ferrosas.

El calcio también participa en el proceso de producción de aleaciones de aluminio, berilio, cobre,

Cal viva

plomo y magnesio, debido a que funciona como agente de aleación.

En la industria de la construcción, el calcio es un componente esencial del cemento, el cual es esencial para elaborar hormigón y mortero. Además, el calcio está presente en la cal.

El óxido de calcio, que comúnmente se conoce como cal viva, es un material constructivo muy usado, que también sirve para producir arcos luminosos de gran intensidad y como agente deshidratante industrial.

El hidróxido de calcio, o cal apagada, permite anular ciertas propiedades de la cal viva, posibilita tratar rocas y madera, y es utilizado como detector de dióxido de carbono.

Ciertos productos químicos, como los limpiadores de desagües, requieren de calcio metálico para generar calor e hidróxido de calcio, y así eliminar grasas y ciertas proteínas indeseables. Asimismo, los insecticidas dependen de las sales de calcio, especialmente del arseniato de calcio, para poder funcionar.

En medicina, los compuestos de calcio son utilizados como aditivos, fármacos y complementos alimenticios. Los más usados son el gluconato de calcio, el difosfato de calcio y el fosfato tri-cálcico.

Dónde se encuentra

El calcio es un elemento abundante en nuestro planeta, de hecho muy sencillo encontrarlo en los iones de calcio (Ca2+) o como complementos de otras moléculas.

El calcio se encuentra en estado natural en la Leche de todos los mamíferos

Entre los países que extraen este mineral destaca: Marruecos ($1,07 Miles de millones), Jordania ($494 Millones), Rusia ($406 Millones), el Perú ($305 Millones) y Egipto ($234 Millones).

Se podría decir que el calcio conforma el 5% de la masa planetaria y el 2, 45% del organismo de los seres vivientes.

En el caso de los humanos, tanto los huesos como otros cartílagos cuentan con cantidades de calcio para mantener su dureza.

Entre otras cosas el calcio ayuda en la contracción muscular en conjunto con el potasio y el sodio natural.

Obtención

Caliza

La obtención del mineral se da de diferentes maneras debido a que puede ser encontrado en diversos lugares.

Cuando se hace referencia al elemento como tal, nunca se muestra en su versión más pura sino que viene recubierta con carbonatos o sulfato cálcico.

De hecho, productos como la cal viva, el cemento y la escayola provienen de la mezcla de los materiales naturales antes descritos.

Se conoce que el calcio se aísla de otros elementos a través de la electrólisis con cloruro de calcio (CaCl2, subproducto del proceso Solvay) fundido, quedando de esta manera:

· ánodo: 2Cl → Cl2 (gas) + 2e

· cátodo: Ca2+ + 2 e → Ca

Pero se debe tener en cuenta que el calcio no solo está presente en la corteza terrestre, sino que muchas partes del cuerpo utilizan el mineral.

Algunas personas obtienen cantidades de calcio con la ingesta de algunas comidas como lácteos, sardinas, frutos secos, anchoas, legumbres, verduras verde oscuro y frutas.

Quién lo descubrió

Humphrey Davy

El calcio fue descubierto por el científico Humphrey Davy a través de sus estudios de prueba con la electrólisis de una amalgama de mercurio y cal alrededor en los años 1808.

El investigador mezcló unos gramos de cal húmeda con óxido de mercurio sobre una lámina de platino y ánodo.

Lo curioso fue que la parte de la cal sumergida en el ácido hizo un cátodo y mediante la electrólisis se logró una amalgama destinada, pero que dejó residuos oxidables.

Davy al detectar la anomalía, no se encontraba seguro de haber obtenido calcio puro, pero fue Bunsen en 1854 y Matthiessen en 1856 quienes lograron obtener el mineral como resultado de una electrólisis del cloruro de calcio.

Al mismo tiempo, Heri Moissan sí logró el 99% de pureza del calcio a través de la electrólisis pero con yoduro en los inicios del siglo XX.

Actualmente, la comunidad científica se encuentra desarrollando nuevos hallazgos en torno al calcio para mejorar la elaboración productiva en los procesos industriales.

Aluminio

El aluminio es un elemento metálico que se ubica en el grupo 13 de la tabla periódica, en un posición intermedia entre el magnesio y el silicio. Su número atómico es 13, posee una masa atómica igual a 26,91, y se representa simbólicamente como Al.

El aluminio uno de los metales más comunes que se encuentran en la superficie terrestre, siendo éste el tercero más abundante en la corteza terrestre, donde de hecho, sus distintos compuestos conforman casi el 8% de la litósfera.

A pesar de que el aluminio fue un metal muy usado por distintas civilizaciones antiguas, su descubrimiento científico se remonta a 1825 por el científico Hans Christian Oersted. Este científico danés fue la primera persona capaz de aislar el elemento a su estado puro por medio de la electrólisis.

Propiedades y características

El aluminio es el tercer elemento de mayor abundancia en la corteza del planeta tierra.

A pesar de su abundancia, el aluminio no se consigue en estado puro en la naturaleza. Este metal se obtiene a través de la explotación minera de la bauxita.

Producción industrial de Aluminio

En estado puro, el aluminio presenta una coloración grisácea-plateada.

En condiciones normales, el aluminio se encuentra en estado sólido.

Dada su baja densidad, se trata de un metal ligero.

El aluminio forma parte de los metales no ferrosos.

Una gran cantidad de países en el mundo explota y produce aluminio, siendo China el mayor productor en la actualidad. Otras naciones como Estados Unidos, Rusia, Canadá, India, Noruega, y algunos países africanos.

Propiedades físicas

  • Bajo presiones y temperaturas normales, el aluminio es sólido.
  • Su punto de ebullición es de 2519 °C, mientras que su punto de fusión se sitúa en los 660 °C.
  • El aluminio tiene una densidad de 2698,4 kg/m3
  • Se trata de un metal que refleja de buena manera la radiación electromagnética.
  • Organolépticamente, es de presenta un color grisáceo-plateado, blando, dúctil, de textura metálica e inodoro.
  • Es un metal anti-ferromagnético.
  • Es un metal con excelentes propiedades de conducción térmica y eléctrica.
  • En la escala de Mohs, presenta una dureza igual a 2,5.
  • Su ligereza es equivalente a 1/3 de la de otros metales como el hierro o el cobre.

Propiedades químicas

  • El aluminio presenta excelentes propiedades anticorrosivas.
  • Atómicamente, está formado por 13 protones, 13 electrones y 14 neutrones.
  • Su estado de oxidación más común es +3.
  • Es un metal con una alta resistencia a la corrosión.
  • Cuando el aluminio entra en estado de oxidación, genera alrededor de su estructura una película grisácea oscura de alúmina.
  • El aluminio es un metal que se disuelve en bases y ácidos.
  • Es un metal reactivo al estar en contacto con hidróxido sódico y ácido clorhídrico.
  • El aluminio es un metal inerte, por lo que no presenta ningún grado de toxicidad para los seres vivos.
  • Cuando este metal es calentado en estado puro, reduce los niveles de oxígenos de los óxidos metálicos.

Propiedades mecánicas

  • En estado puro, es un metal dúctil y puede ser forjado.
  • Tiene una alta resistencia a la tensión y la compresión.
  • Su bajo peso lo hace ideal para la construcción de herramientas y piezas mecánicas.

Usos

Papel de Aluminio

El aluminio es uno de los metales más usados por el hombre. Uno de sus principales usos lo hace e campo de la energía eléctrica y la comunicación, donde suele utilizarse para la fabricación de piezas para antenas y satélites. Esto, gracias a sus buenas propiedades conductivas.

En la fabricación de todo tipo de piezas de construcción se usa el aluminio. Desde puertas y ventanas; hasta tuberías y elementos estructurales, suele usarse el aluminio.

La industria de fabricación de electrodomésticos suele utilizar el aluminio para fabricar piezas, cubiertas y todo tipo de componentes para sus productos. De esta manera se aprovecha su excelente resistencia, su poco peso y bajo costo.

La industria automotriz fabrica todo tipo de piezas de aluminio para disminuir el peso total de la carrocería y el vehículo en general.

Dentro de la industria aeronáutica, el aluminio es el metal más usado, siendo la materia prima con la que se construye casi la totalidad del cuerpo de los distintos tipos de aviones comerciales.

Barriles de Aluminio

En forma de polvo, el aluminio se emplea en la fabricación de pinturas, explosivos, aerosoles y catalizadores.

Debido a que se trata un metal muy fácil de reciclar, muchas industrias han empezado a utilizar aluminio reciclado para la fabricación de todo tipo de productos.

Dónde se encuentra

El aluminio es un componente químico que conforma aproximadamente el 8% de la corteza terrestre, se encuentra presente en la vegetación, rocas y en algunos animales.

Corindón azul

Se conoce que es abundante en el hemisferio sur de la luna y en zonas terrestres como Venezuela y Brasil.

Este tipo de metal es extraído únicamente de un mineral denominado bauxita, que tras transformaciones alúminas, por los procesos de refinación, se convierte en aluminio.

 

Obtención

La obtención del aluminio se genera a través de procedimientos industriales conocidos como Bayer y Hall Héroult, mejor conocido como el proceso primario.

Proceso Bayer

Se le denomina proceso Bayer a la trituración de la bauxita cuando es mezclada con cal caliente durante unas horas.

Bauxita

Este proceso se fundamenta en la precipitación, donde se divide el material grueso (arena) del material fino (aluminio).

Se espera unas horas hasta que la mezcla se enfríe y precipite un mineral sólido, una vez culminado el proceso, se lava con abundante agua.

Por último, se debe calcinar a altas temperaturas para obtener la alúmina.

Proceso Hall – Héroult

El proceso Hall Héroult comienza cuando se reduce el catión Al3+ y se transforma en Al°. Este proceso de corriente eléctrica sucede dentro de una celda de reacción o celda electrolítica.

Esquema del proceso Hall – Héroult

Se debe tener en cuenta que todo compuesto iónico en estado sólido no puede conducir electricidad, como tampoco pueden moverse libremente.

Pero estas condiciones cambian una vez que es transformado en estado líquido, aquí sí puede funcionar como un transporte de energía.

Las temperaturas que utilizan en el proceso Hall – Héroult son de fusión alúmina ubicadas en los 1. 500 °C.

Quién lo descubrió

El aluminio fue descubierto hace muchos años cuando los aborígenes se percataron de sus bondades en la tintorería y medicina como una sal doble, mejor conocida como alumbre.

No fue hasta que el científico británico Sir Humphrey Davy, le dio el nombre de “Aluminium”, aproximadamente en el año 1809.

La extracción de aluminio desde la roca, reveló varios descubrimientos, como que de ella podrían encontrar pequeñas cantidades de otros compuestos con la reducción de sodio.

Durante el siglo XIX, la producción de aluminio era sumamente costosa por los elementos que se necesitaban para los procesos de refinación, era conocido por ser un mineral exótico.

De hecho, su valor era tan preciado que superó el precio de la plata y el mismo oro de la época.

Los grandes monarcas no perdieron la oportunidad para tener objetos del preciado metal, uno de ellos fue el emperador Napoleón III con una vajilla que utilizaba para sorprender a sus invitados.

Con el paso del tiempo, los investigadores encontraron diversas formas de extraer el aluminio sin la necesidad de utilizar otros componentes de gran valor.

Esto afectó su precio y, poco a poco, empezó a descender con la creación del dinamo en 1866 o la extracción de aluminio a partir de la bauxita.

Los niveles productivos de la época alcanzaban 2 toneladas, siendo muy pequeñas en relación a las actuales. Para el año 1990 se ubicó la producción en 6.700 toneladas y en 1939 llegó, para sorpresa de todos, a 700.000 toneladas.

Con las nuevas formas de explotación encontraron que el aluminio es un material perfecto para para algunas zonas y objetos de construcción, tales como marquillas, pilares o bordes de edificios.

También destaca en algunos instrumentos de oficina como sillas, mesas, jarrones, escritorios, mesas de negocios revestidas con materiales lujosos hasta bolígrafos.

En la actualidad, son muchos los fines que se le pueden encontrar al aluminio en los artículos de la vida cotidiana, todo esto sujeto a lo accesible que es comprarlo.