Cuestionario y Fundamentos de Metalurgia: Propiedades de Metales y Procesos Industriales

Cuestionario de Química Inorgánica

1. Disuelve al oro: d) todos (Agua regia, KCN, HCl saturado de cloro).
2. El carbonato ácido de sodio tiene reacción: b) básica.
3. Es un hidróxido débil: b) NH₄OH.
4. Las calaminas son hierro recubierto de: d) Zn.
5. Los metales del grupo del Cu son más reactivos que los del grupo del Zn: b) F.
6. El hidróxido de Al es: c) anfótero.
7. El yeso es un hidrato de: d) CaSO₄.
8. El aluminio es: c) dúctil.
9. Es el menos reactivo a temperatura ambiente: b) Ag.
10. Sus compuestos son venenosos: e) todos (Pb, As, Cd, Hg).
11. Los compuestos más importantes corresponden a: b) Na.
12. Se lo emplea como coagulante en el tratamiento de las aguas turbias: d) Al₂(SO₄)₃.
13. El Cu en C.N. es un metal: b) poco reactivo.
14. Metal que más se recicla: e) b y c (Pb y Al).
15. El mineral de Zn se encuentra como: d) todos (sulfuro, carbonato, óxido).
16. El Al en C.N. es un metal: c) med. reactivo.
17. La Ag en C.N. es un metal: b) no reactivo.
18. El mineral de Zn se encuentra como: a) sulfuro, b) carbonato, c) óxido.
19. El Al en C.N. es un metal: c) med. reactivo.
20. La Ag en C.N. es un metal: b) no reactivo.
21. El más importante metal en la industria: b) Ca.
22. Disuelve al oro: d) todos.
23. Es el más reactivo a temperatura ambiente: c) Ca.
24. Las aleaciones más livianas de uso industrial: b) Al/Mg.
25. El bronce es aleación de Sn con: b) Cu.
26. Descomponen al agua: b) alcalinos.
27. El Cu puede recubrirse con Au: a) V.
28. El método del cianuro se emplea en la metalurgia de: c) Ag.
29. Es el recubrimiento de las pilas secas: c) Zn.
30. Forma parte de los huesos: d) Ca₃(PO₄)₂.

Fundamentos de Metalurgia

1. Metalurgia de la plata (Ag₂S - Argentita)

Reacciones: Se lixivia con cianuro de sodio en presencia de oxígeno:

2Ag₂S + 8NaCN + O₂ + 2H₂O = 4Na[Ag(CN)₂] + 2S + 4NaOH

Luego se precipita la plata usando zinc metálico:

2Na[Ag(CN)₂] + Zn = Na₂[Zn(CN)₄] + 2Ag ↓

Propiedades: Excelente conductor eléctrico y térmico, metal noble, dúctil, maleable y de brillo blanco característico.

2. Metalurgia del Aluminio (Bauxita)

Proceso: Primero se purifica la bauxita mediante el Proceso Bayer usando NaOH para obtener alúmina pura (Al₂O₃). Posteriormente, se realiza la electrólisis en el Proceso Hall-Héroult disolviendo la alúmina en criolita fundida Na₃AlF₆.

Reacción global: 2Al₂O₃ + 3C = 4Al + 3CO₂

Propiedades y usos: Ligero, resistente a la corrosión por pasivación, maleable. Se usa en latas de bebidas, papel aluminio, perfiles de construcción y fuselajes de aviones.

3. Método Solvay (Na₂CO₃)

Reacciones: Se burbujea amoníaco y dióxido de carbono en una salmuera saturada para precipitar bicarbonato de sodio:

NaCl + NH₃ + CO₂ + H₂O = NaHCO₃ ↓ + NH₄Cl

Luego, el bicarbonato se calcina térmicamente:

2NaHCO₃ + calor = Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

4. Metalurgia del Magnesio (Proceso Dow)

Pasos y reacciones:

• Se precipita el magnesio del agua de mar como hidróxido usando cal viva (CaO): Mg²⁺ + Ca(OH)₂ = Mg(OH)₂ ↓ + Ca²⁺
• El hidróxido se neutraliza con ácido clorhídrico para formar cloruro de magnesio: Mg(OH)₂ + 2HCl = MgCl₂ + 2H₂O
• Se evapora el agua y se realiza la electrólisis del MgCl₂ fundido: MgCl₂ = Mg (cátodo) + Cl₂ ↑ (ánodo)

Propiedades y usos: Metal estructural extremadamente liviano. Se usa aleado con aluminio en la industria automotriz, aeronáutica, fabricación de latas y como agente reductor.

Balance de Reacción Redox

2KMnO₄ + 5SO₂ + 2H₂O = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄

Semirreacción de oxidación: SO₂ + 2H₂O = SO₄^2- + 4H⁺ + 2ē (x5)

Semirreacción de reducción: MnO₄^- + 8H⁺ + 5ē = Mn²⁺ + 4H₂O (x2)

Ecuación iónica: 2MnO₄^- + 5SO₂ + 2H₂O = 2Mn²⁺ + 5SO₄^2- + 4H⁺