Grado 10
  1. Materia y sus propiedades  1.1. Estados de la materia  1.2. Propiedades físicas y químicas de la materia  1.3. Clasificación de sustancias (elementos, compuestos, mezclas)  1.4. Cambios en la Materia (Cambios Físicos y Químicos)  1.5. Ley de conservación de la masa y ley de proporciones definidas
  2. Estructura Atómica  2.1. Desarrollo histórico del modelo atómico  2.2. Partículas subatómicas (protones, neutrones, electrones)  2.3. Número atómico, número de masa e isótopos  2.4. Configuración Electrónica y Niveles de Energía  2.5. Valencia, formación de iones y estado de oxidación
  3. Tabla periódica  3.1. Historia y desarrollo de la tabla periódica  3.2. Ley periódica moderna y tendencias periódicas  3.3. Grupos y períodos en la tabla periódica  3.4. Tendencias en la Tabla Periódica  3.5. Metales, no metales, metaloides y sus propiedades  3.6. Gases nobles y su inercia química
  4. Enlace químico  4.1. Formación de Enlaces Químicos (Regla del Octeto)  4.2. Enlace iónico y propiedades de los compuestos iónicos  4.3. Enlace covalente y propiedades de los compuestos covalentes  4.4. Enlace metálico y sus propiedades  4.5. Geometría molecular y teoría VSEPR  4.6. Polaridad y momento dipolar de las moléculas  4.7. Fuerzas intermoleculares
  5. Reacciones y Ecuaciones Químicas  5.1. Tipos de Reacciones Químicas  5.2. Escribir y balancear ecuaciones químicas  5.3. Ley de conservación de la masa en reacciones químicas  5.4. Factores que afectan las reacciones químicas  5.5. Catalizadores y su papel en las reacciones químicas  5.6. Reacciones exotérmicas y endotérmicas
  6. Estequiometría y Cálculos Químicos  6.1. Concepto del mol y número de Avogadro  6.2. Masa molar y conversiones gramo-mol  6.3. Fórmula empírica y molecular  6.4. Cálculos estequiométricos y rendimiento químico  6.5. Reactivos Limitantes y en Exceso
  7. Ácidos, Bases y Sales  7.1. Propiedades y Definiciones de Ácidos y Bases (Arrhenius, Bronsted-Lowry, Lewis)  7.2. Escala de pH, pOH e Indicadores  7.3. Reacciones de neutralización y formación de sales  7.4. Fuerza de Ácidos y Bases (Ácidos y Bases Fuertes vs. Débiles)  7.5. Ácidos y Bases Comunes en la Vida Diaria  7.6. Sales, su solubilidad y aplicaciones
  8. Metales y No Metales  8.1. Propiedades físicas y químicas de los metales  8.2. Propiedades físicas y químicas de los no metales  8.3. Serie de Reactividad de Metales y Reacciones de Desplazamiento  8.4. Extracción de metales de los minerales  8.5. Corrosión, sus causas y prevención  8.6. Aleaciones, su composición y usos
  9. El carbono y sus compuestos  9.1. Alótropos del Carbono  9.2. Hidrocarburos y su clasificación (alcanos, alquenos, alquinos)  9.3. Grupos funcionales en compuestos orgánicos  9.4. Nomenclatura de compuestos orgánicos (sistema IUPAC)  9.5. Isomería en química orgánica (estructural y geométrica)  9.6. Reacciones orgánicas importantes (combustión, adición, sustitución, polimerización)  9.7. Aplicaciones de compuestos orgánicos en la industria y la vida diaria
  10. Química Ambiental  10.1. Contaminación del Aire (Fuentes, Efectos y Control)  10.2. Contaminación del agua (causas, efectos y remedios)  10.3. Efecto invernadero y calentamiento global  10.4. Agotamiento de la capa de ozono y sus efectos  10.5. La química verde y sus aplicaciones  10.6. práctica de química sostenible
  11. Termoquímica  11.1. Cambios de Calor y Energía en Reacciones Químicas  11.2. Reacciones Exotérmicas y Endotérmicas  11.3. Entalpía, cambio de entalpía y calor de reacción  11.4. Capacidad calorífica específica y calorimetría  11.5. Cambios de Energía en Reacciones de Combustión
  12. Electroquímica  12.1. Electrolitos y no electrolitos  12.2. Electrólisis y sus aplicaciones (galvanoplastia, extracción de metales)  12.3. Reacciones Redox (oxidación y reducción)  12.4. Celda galvánica y serie electroquímica  12.5. Corrosión y métodos de prevención electroquímica
  13. Cinética química y equilibrio  13.1. Tasa de reacciones químicas y su medición  13.2. Factores que afectan la velocidad de reacción (catalizador, temperatura, concentración)  13.3. Reversible and irreversible reactions  13.4. Equilibrio dinámico y constante de equilibrio  13.5. El principio de Le Chatelier y sus aplicaciones
  14. Gases y Leyes de los Gases  14.1. Propiedades de los gases y teoría cinético-molecular  14.2. Ley de Boyle (Relación Presión-Volumen)  14.3. La Ley de Charles  14.4. Ley de Gay-Lussac  14.5. Ley combinada de los gases y ley de los gases ideales  14.6. Gases reales vs gases ideales
  15. Química Nuclear  15.1. Introducción a la radiactividad y las reacciones nucleares  15.2. Tipos de desintegración radiactiva (alfa, beta, gamma)  15.3. Vida media y aplicaciones de los isótopos radiactivos  15.4. Reacciones de fisión y fusión nuclear  15.5. Generación de energía nuclear y su impacto ambiental

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Extracción de metales de los minerales


Introducción a la metalurgia

Los metales son elementos que generalmente son duros, brillantes, maleables, dúctiles y buenos conductores de calor y electricidad. Pero, ¿sabías que la mayoría de los metales utilizados en nuestra vida diaria se obtienen a través de un proceso complejo llamado metalurgia? El proceso de extraer metales de sus minerales y refinarlos para su uso se llama metalurgia.

¿Qué son los minerales?

Los minerales son rocas o minerales que se encuentran en la naturaleza y de los cuales se pueden extraer metales de manera económica. No todas las rocas contienen metales en cantidades apreciables. Los minerales suelen contener metales nativos abundantes, como óxidos, sulfuros, silicatos o cobre nativo. Algunos ejemplos típicos de minerales incluyen:

  • Hematita: Un mineral importante de hierro.
  • Bauxita: El mineral primario de aluminio.
  • Calcopirita: Un mineral importante de cobre.

Etapas de la metalurgia

La metalurgia generalmente implica tres etapas principales:

  1. Concentración del mineral (o enriquecimiento del mineral): Esta es la etapa inicial de la metalurgia, donde el mineral se extrae del suelo y se concentra para aumentar el porcentaje de metal presente en él. Este proceso puede implicar triturar el mineral y luego usar varios métodos, como la separación por gravedad, la separación magnética, la flotación por espuma, etc.
  2. Conversión del mineral concentrado en metal: El mineral concentrado se convierte luego en el metal real, que es el paso principal en la extracción de metales. Esto puede ser a través de tostación, calcinación o reducción química.
  3. Refinación del metal: El metal en bruto obtenido del proceso anterior es impuro, y se realiza una refinación para eliminar estas impurezas y obtener metal puro. Los métodos comunes incluyen la refinación electrolítica, la refinación por zona y la refinación en fase de vapor.

Concentración del mineral

La concentración del mineral es un paso crítico que garantiza que el mineral sea puro y lo suficientemente concentrado como para permitir la extracción efectiva del metal. Implica separar los minerales portadores de metal valiosos del desecho o ganga.

Fe 2 O 3 + 3CO → 2Fe + 3CO 2

Métodos de concentración

Discutamos algunos métodos comunes de concentración:

  • Separación por gravedad: Este método es aplicable cuando las partículas del mineral son más pesadas que la matriz o ganga. Mineral
  • Flotación: Utilizada para minerales de sulfuro, el mineral se mezcla con agua para formar una suspensión, y se hacen pasar burbujas de aire a través de la suspensión, haciendo que los minerales deseados floten. AguaBurbuja
  • Separación magnética: Este método se utiliza cuando el mineral o las impurezas son magnéticas. Imán

Conversión del mineral concentrado en metal

El mineral concentrado se somete a varios procesos para extraer el metal. Veamos algunos de estos métodos:

  • Tostación: Es un proceso en el que el mineral se calienta en presencia de oxígeno, eliminando la humedad y las impurezas volátiles.
    2ZnS + 3O 2 → 2ZnO + 2SO 2
  • Calcinación: Se realiza calentando el mineral muy fuertemente en ausencia o suministro limitado de aire, resultando en la descomposición del mineral de carbonato.
    CaCO 3 → CaO + CO 2
  • Reducción: Involucra la conversión química del óxido de metal en metal mediante un agente reductor como carbono, hidrógeno u otros metales activos.
    Fe 2 O 3 + 3CO → 2Fe + 3CO 2

Refinación de metales

Finalmente, el metal extraído del mineral se refina para obtener metal de alta pureza. El proceso de refinación depende de la naturaleza del metal y su uso en la sociedad.

Métodos comunes de purificación

  • Refinación electrolítica: El metal impuro se convierte en el ánodo y el metal puro en el cátodo. Cuando se pasa corriente eléctrica a través del electrolito, el metal puro se deposita en el cátodo.
    Cu 2+ + 2e - → Cu
    ÁnodoCátodo
  • Refinación por zona: Utilizada para purificar metales que contienen impurezas con puntos de fusión bajos; un calentador se desplaza a lo largo de una varilla de metal impuro, derritiéndola y llevando consigo las impurezas.
  • Refinación en fase de vapor: Un método en el cual el metal impuro se convierte en su compuesto volátil y luego se descompone para obtener el metal puro.
    TiCl 4 + 2Mg → 2MgCl 2 + Ti

Conclusión

La extracción de metales de los minerales es un viaje fascinante de la química y la ingeniería que transforma las rocas en recursos valiosos. Comprender los procesos básicos de la metalurgia no solo explica cómo se preparan los metales para la fabricación, sino que también arroja luz sobre las etapas importantes del avance humano y el desarrollo tecnológico a lo largo de la historia.


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