Historia de los Metales

Entre las sustancias metálicas o metales distinguimos dos grandes grupos: hierro y metales ferrosos y las sustancias no ferrosos. En el primer gran grupo distinguimos en primer lugar el hierro y luego trece (13) metales que aleados al acero en muy pequeñas cantidades constituyen los aceros especiales con señaladas peculiaridades: Cromo, Cobalto, Columbio (o Niobio), Manganeso, Molibdeno, Níquel, Renio, Silicio, Tántalo, Titanio, Tungsteno, Vanadio y Zirconio.
Los metales no ferrosos los agrupamos en seis categorías: Preciosos o nobles,
Comunes, Ligeros, Trazas, Tierras Raras y Otros. El primer grupo comprende: oro, plata y el grupo del platino; los metales comunes comprenden cadmio, cobre, estaño, mercurio, plomo y zinc; los metales ligeros: aluminio, berilio, litio y magnesio.
Los llamados metales trazas son aquéllos que no tienen menas y son escasos en la corteza terrestre; se recuperan de las menas de otros metales con los cuales aquellos están asociados; comprenden: Cesio, Escandio, Galio, Germanio, Hafnio, Indio, ltrio, Rubidio, Selenio, Talio y Telurio.

MANGANESO

Etimología.- Del latín “magnes”, imán, su mineral se confunde con el mineral magnético de hierro.
Propiedades.- Forma parte de los llamados “primeros metales de Transición” (Subfamilia VII B)
Historia.- Fue reconocido por Bergmann, Schule y otros; el químico sueco Shule preparó cloro, calentando MnO2 con ácido clorhídrico; desde entonces hasta 1850, los minerales de manganeso fueron usados. en gran escala, en la preparación de cloro.
En 1774 el químico Gahn lo aisló y puede considerarse como su descubridor; fue en 1807 que el químico ruso A. Scherer lo llamó manganeso (derivado del latín magnes, imán), por las propiedades magnéticas de la pirolusita (en alemán, mangan; en francés manganése, en inglés, manganese).
La adición de manganeso como hierro especular (“spiegeleisen”) iniciada en 1856 por Robert Mushet en el proceso Bessemer para fabricar acero, hizo el proceso práctico. En 1888 Robert Hadfieid descubrió los aceros con 19% de manganeso.
Usos.- Es un metal fundamental e insustituible en la fabricación del acero; en este propósito se utiliza como purificador del óxido formado en la fundición de hierro inicial, igualmente como desulfurante, para preparar metal pobre en carbono y para dar al acero determinadas propiedades. Se usa muy poco como metal; el mineral se convierte en ferro-manganeso, hierro especular y ferro-aleación.
En EE.UU., del total de manganeso consumido, 91% es para uso metalúrgico y el resto, productos químicos, baterías secas y productos varios Las formas del uso final del manganeso son: ferromanganeso, sílico-manganeso, mineral para reactivos, mineral para batería y otros.
Geoquímica.- El manganeso constituye alrededor del 0.1% de la corteza terrestre y es el 12° elemento en abundancia. Es más abundante en rocas máficas (0.16%) y menos abundante en rocas graníticas (0.06%).
Las características geoquímicas de manganeso son similares a aquéllas del hierro y de ahí su ocurrencia juntas.
Tipos de yacimientos.- Podemos clasificarlos en tres: a) sedimentarias incluyendo los nódulos marinos; b) volcánicos; y c) hipógenos.

Molibdeno

Etimología.- Del griego “molibdos”, plomo, se encontró por primera vez en lo que se creía mineral de plomo.
Propiedades.- Forma parte de la subfamilia VI B de la Tabla Periódica, integrando lo que se llama “Primeros metales de Transición”.
El molibdeno es un metal blando, blanco argentino, dúctil; su conductibilidad eléctrica es 1/3 de la del cobre.
Las propiedades que conservan a temperaturas moderadamente elevadas, son resistencia, tenacidad y resistencia al choque continuo.

Historia.- la molibdenita (MoS2) fue identificado como sulfuro de molibdeno por el químico sueco Kari W. Scheele en 1778. J. J. Hjolm en 1782 aisló el elemento molibdeno, obteniendo un producto metálico impuro reduciendo el óxido con carbón y lo llamó molibdeno.
Los términos “molibdeno”, “plumbago”, “grafito y “galena” se aplicaban en los tiempos de los griegos al sulfuro de plomo y minerales de similar apariencia, incluyendo grafito, así como el bisulfuro de molibdeno. Esta confusión entre grafitoy molibdenita continuó hasta 1778 cuando Scheele demostró que la molibdenita contenía azufre y preparó ácido molíbdico del mineral.
A partir de 1933 ha aparecido una nueva fuente de molibdenita como un subproducto del procesamiento de las menas de cobre y a la fecha entre un 30 y 50% proviene de esta fuente.
A partir de 1930 se comenzó a usar intensivamente el molibdeno en las herramientas de acero de alta velocidad.

Geoquímica.- El molibdeno es un elemento raro, su abundancia en la corteza terrestre es de 1 - 1.5 ppm. se distribuye más o menos uniformemente en las rocas ígneas, un poco más en los basaltos que en los granitos. Anímicamente puede funcionar como metal y como no metal; en el ciclo geoquímico se encuentra en esquistos, anillos y fosforitas.
Tipos de yacimientos.- Son de cinco clases: a) porfiríticos; b) contactometamórficos; c) vetas de cuarzo; d) pegmatitas; e) estratos en rocas sedimentarlas.

NIQUEL

Etimología, Del alemán “kupfer nickel” falso cobre.
Propiedades.- El níquel forma parte de la subfamilia VIII B de la Tabla Periódica; forma una triada junto al fierro y al cobalto .
El níquel es un elemento metálico lustroso y blanco. La conductibilidad eléctrica del níquel es 22.1, tomando como 100 la del cobre. El níquel se considera como una de las más Importantes “vitaminas” del acero; sin embargo el níquel no es solamente un elemento de aleación, sino también la base de muchas aleaciones que tienen importantes usos por sí mismas. Entre ellos tenemos: niquelina, nicromos, cromel, alumel, permalog, níquel-plata (plata alemana) níquel comercial, siliconíquel. manganeso níquel.
siliconíquel. manganeso níquel.

Historia.- la gente ha usado el níquel antes que supiera lo que era; el hierro meteórico usado por los antiguos para sus armas, era una aleación de hierro y níquel, lo cual era uno de los hierros más resistentes 300-400 años A.C.; en monedas chinas (800 A.C.) y griegos (300 A.C.) se ha identificado níquel. El llamado cobre blanco del siglo XVII era una aleación níquel-cobre. En el siglo XVII se descubrió la llamada plata alemana.
El níquel puro fue descubierto por Axel Frederik Crosestadt y anunciado en 1751, lo cual fue confirmado por el químico áueco Torbeon Bergman en 1775.
El níquel fue explotado en pequeña escala en Canadá, Alemania, China. Italia, Grecia, Noruega, Suecia hasta que se descubrieron los grandes depósitos de Nueva Caledonla que entraron en producción en 1875.
Michael Faraday y Stodard, en 1820, fueron los iniciadores del acero al níquel que fue una aleación que jugó un rol importante en el desarrollo industrial del mundo.

Geoquímica.- El níquel está esparcido en la naturaleza y se calcula ser el quinto elemento más abundante en la corteza terrestre (0.0080 – 0.2% en peso).
Las rocas ígneas ultramáficas -dunita, peridotita y piroxenita- contienen la mayor parte del níquel (0.1 - 0.3%).

RENIO


Etimología.- Del latín “Rhenus”, Rin, por las provincias alemanas del Rin.
Propiedades.- Ocupa el tercer lugar de la subfamilia VII B (primeros metales de ransición) precedido por el manganeso y el teenacio.
El renio es un metal pesado (más pesado que el oro), color blanco de plata, muy refractario (solamente el tungsteno funde a temperatura superior). El renio es químicamente muy estable, los ácidos no atacan al renio. El renio es un típico metal traza. Unicamente algunos de los minerales de molibdeno contienen renio en la proporción de 1 por 10,000.

Historia.- En la literatura geoquímica aparecen muchos reclamos y contrareclamos; sobre el descubrimiento de este elemento. El descubrímiento se atribuye, ahora, a Walter Noddack e Ida Tacke, quienes el año 1925 anunciaron la presencia de este nuevo elemento en la columbita y en las menas de platino. Al mismo tiempo Otto Berg e Ida Tacke confirmaron la existencia del elemento en cuestión por el examen con rayos X de los concentrados obtenidos de las menas de platino y columbita. Estos trabajos comenzaron el año 1922. Anteriormente Mendeleyev predijo la existencia de este elemento y lo llamó “bi-manganeso” lo cual fue confirmado por Kern en 1877, Barrier en 1894 y Ogawa en 1908, hasta la verdadera identificación y descubrimiento y anuncio en 1925 por Noddack y Tacke.

Usos.- El principal uso de renio es en termopares y sistemas de control eléctrico de altas temperaturas, los trabajos de investigación y desarrollo son otros de los usos importantes del renio, lo que se completa con pequeñas cantidades en aleaciones estructurales, resistentes a los ácidos y termoresistentes; como catalizador en la industria química y en la fotografía en colores.

ZIRCONIO


Etimología.- De Zircón, nombre de la piedra semipreciosa la cual fue descubierta
en 1789, nombre derivado del árabe “zargun” color oro.

Propiedades.- Pertenece a la subfamilla IV B de la Tabla Periódica entre el titanlo y el hafnio

El zirconio se parece al acero, pero es superior a 61 en muchas propiedades; en forma pura es más fuerte que un acero de buena calidad; es muy dúctil y puede convertirse en alambre; es más resistente a la corrosión que el titanio y que un acero inoxidable Cr -Ni. Sólo es disuelto por una solución muy fuerte de ácido sulfúrico. A todo ésto se agrega una rara y valiosa propiedad. El zirconio captura muy pocos electrones; lo cual es una propiedad vital para un material ampliamente usado para reactores nucleares.
El zirconio es útil no sólo a las plantas de energía nuclear, rompehielos atómicos o submarinos atómicos; el zirconio es un Importante aditivo para el acero; sus efectos son similares a los del vanadio; los aceros del zirconio son muy dúctiles y retienen su sustancia mecánica a altas temperaturas; aceros inoxidables y resistentes al fuego contienen zirconio, agregado al aluminio, lo vuelve más denso y más dúctil; casi dobla su resistencia mecánica; también aumenta notablemente la resistencia a la corrosión, en especial al agua de mar.

Historia.- En 1789 el químico Klaproth descubrió la presencia de un nuevo óxido metálico en el mineral zircón y se reconoció contener un nuevo elemento. Hubo luego estudios de Morveau, Vauquelín y Trommsdorff. Berzelius, en 1824, fue el primero en producir zirconio metálico por la reducción del K2 ZrF6 con potasio metálico, el producto resultante fue muy impuro, pues se informó que no podía ser comprimido o pulido como metal, en su forma de polvo negro.
Lely y Hamburger fueron los primeros en producir un metal suficientemente puro que mostraba ductilidad. Ellos redujeron el cloruro de zirconio resublimado con sodio de alta pureza en un recipiente de presión. En 1925 Van Arkei y de Boer, y en 1926. de Boer y Fert publicaron el primero de una serie de informes describiendo la descomposición de las sales haloides metálicas como un medio de producir metal puro. El zirconio depositado del yoduro de zirconio en un filamento caliente es muy dúctil y puede rápidamente ser convertido en finos alambres o en delgadas láminas enrollables. Este método es actualmente un, proceso de refinación pues requiere metal de alta ley como punto de partida.

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