U7: Agua

Propiedades:

• Punto de fusión: 0 °C (temperatura a la que pasa de sólido a líquido)
• Punto de ebullición: 100 °C (temperatura a la que pasa de líquido a gaseoso)

Molécula de agua: H₂O, un átomo de oxígeno y 2 átomos de hidrógeno unidos mediante enlaces de puentes de hidrógeno. La distancia entre estos es de 0,95 Å (1 Å = Armstrong = 1 x 10^-10 m) y el ángulo entre los H es de 105°. La carga negativa está en el extremo del O y la positiva en el extremo de H (dipolo).

Aguas naturales:

• De lluvia: es más pura (0,003% de materia sólida soluble). Sus compuestos químicos se clasifican en: solubles, insolubles, gases disueltos y materia orgánica. Según su origen se clasifican:

1. Subterráneas (en las napas): son duras o semiduras, limpias, no contaminadas y sin materia orgánica.
2. Superficiales en movimiento (ríos y mares): blandas, turbias, contaminadas, con materia orgánica y concentración salina variable.
3. Superficiales en reposo (lagos y lagunas): blandas, contaminadas, turbiedad variable y concentración salina variable.

Aguas pesadas:

• Formada por átomos de deuterio (D₂O)
• Agua superpesada formada con tritio (T₂O)

Agua oxigenada:

• Peróxido de hidrógeno (H₂O₂)
• Poderoso oxidante
• Altamente polar
• Descomposición fácil a oxígeno y agua mediante liberación de calor

Dureza del agua:

• Exceso de concentración de sales de calcio y magnesio
• Con el jabón no forma espuma

Clasificación:

1. Dureza temporal: carbonatos ácidos de calcio y magnesio descompuestos por calor (Q).
2. Dureza permanente: producida por sulfatos, cloruros, nitratos de calcio generalmente.

Dureza total = dureza temporal + dureza permanente

U8: Metales

Características:

• Brillo
• Conductividad eléctrica/térmica debido al enlace metálico que permite la movilidad electrónica
• Maleabilidad
• Ductibilidad

En estado natural se encuentran combinados como óxidos, sulfuros, sulfatos, carbonatos (todos forman la ganga). Se obtienen mediante la separación a los minerales de la ganga suministrándole energía. Por ejemplo: CO₂ + C → CO (C: carbón a leña).

Las impurezas (silicatos, fosfatos, etc.) se combinan con el CaO (óxido de carbono) agregados en forma de piedra caliza y se forma la escoria (retirada). El carbón arde con el oxígeno y genera CO (monóxido de carbono) reductor.

Aleaciones:

• 2 o más metales o elementos que pueden estar combinados (Fe₃C cementita) en soluciones al estado sólido (Fe(c) ferrita) o formando mezclas íntimas.

Acero:

• Compuestos por hasta el 1,7% de C y el resto de hierro.
• Notación universal:

1. Aceros comunes: empiezan con 1 y las 2 o 3 últimas cifras indican el % de C (1030 – 0,3% C).
2. Aceros aleados: empiezan con 2 o 3.

Ferrita: carbono disuelto en el hierro (blanda y dúctil). Cementita: carbono combinado con hierro (dura, frágil, menos dúctil).

Fundiciones:

• Son aleaciones con C entre 2%-4,5%
• Hay dos clases:

1. Fundición gris: el C no está combinado, sino como grafito (blando y frágil), amplios usos.
2. Fundición blanca: el C está en gran parte como el Fe₃C (duros y frágiles) pocos usos.

Aceros especiales o aleados:

• Además de Fe y C tienen otros elementos:

1. Cr en aceros inoxidables
2. Vanadio en los de fácil temple
3. Ni en los de buena tracción

Zinc:

• Protege aceros de la corrosión
• Aleado con el cobre (7% Cu-30% Zn) constituyen latones

Estaño:

• Uso igual al Zn en chapa estañada
• Con el plomo forma varillas de soldadura blanda
• Con el cobre forma bronce

Cobre:

• Electro y termoconductor
• Con el Zn forma latones
• Con el Sn forma bronce
• Con el Al y Be forma bronce de buenas propiedades resistentes

Aluminio:

• Bajo peso específico
• Rápida oxidación
• El Al₂O₃ formado es muy adherente e impermeable y lo aísla de agentes atmosféricos
• Con el Cu forma el duroaluminio
• Con el Mg aleaciones muy livianas

U9: Cemento Portland

Es un aluminio silicato de calcio.

–obtencion: piedra caliza y arcilla finamente molidas. Se las calienta 1300°C, se obtiene clinker. Se muele el clinker y se agrega 2-3% de yeso para que no frague instantaneamente
–compuestos: silicato dicalcico- silicato tricalcico- aluminato- ferroaluminato tetracalcico- sulfato de calcio
–componentes cementos fraguado: silice – oxido acido sulfurico- oxido ferrico
– FRAGUADO DEL CEMENTO: proceso quimico por el cual adquiere dureza irreversible
> Etapas: a) fraguado: dura de minutos a 15hs, masa plastica adquiere rapidez . b) endurecimiento: 28 dias, varios años, la masa aumenta dureza y resistencia

> Efecto de adicion de yeso: a). retarda el fraguado, porque reacciona con el aluminato tricalcico. b) no mas del 3%, se producen fisuras

 CALCIO: metal blanco plateado brillante, mas blando que la mayoria  –compuestos: en la naturaleza se lo encuentra generalmente en los carbonatos de calcio 
–oxido de calcio (cal viva): > obtencion: calcinacion de la piedra 800-1000° caliza (C03Ca) en hornos abiertos C03 + Calor→Ca0 + C02↑. La cal obtenida de caliza pura (cal grasa) se apagan mas facilmente. La cal obtenida de caliza con arcilla (cal magra)

–hidroxido de calcio: cal apagada, uso: correcion de ph.

> obtencion: agua sobre cal viva libera calor. OCa+H2O→Ca(OH)2+ 15,9 kcal
> usos: el mas popular, mezclado con arena, agua adquiere dureza. Lechada de cal: blanqueo de muros. Desinfeccion de pozo negro. Suelo cal.
-carburo de calcio: C2Ca. solido duro quebradizo 
-cales hidraulicas: se obtienen de calizas con arcilla (8-20%) calcinada. Fraguan en presencia del agua. 
– yeso/sulfato de calcio hidratado: 

> obtencion: deshidratacion del mineral gypsa, calentandolo. Mezclado con agua , se forma masa plastica moldeable que fragua en 15 minutos  > usos: cielorazos, moldes, fabricacion del cemento portland (se le adiciona 3-4% al clinker)

MAGNESIO: metal blanco plateado
> en la naturaleza se encuentra combinado con otros elementos: magnesita y sulfato de Mg
> Ox. de Mg .. usos.. con arcilla se hacen ladrillos que resisten altas temperaturas
> con el Al (95% Al – 1,75 % Mg).. Magnalio
> con el Cinc (95% Mg – 5% Zn).. electron
MATERIALES REFRACTARIOS: aquellos que resisten altas temp.. ej: revestimiento altos hornos
> Condiciones: infusibilidad – estabilidad (no reblandecerse) – resist. a las acciones quimicas – vol. cte a alta temperatura – resist. a alta temp. mecanica

U10: SILICIO: (26%) despues del O(50%) es el elemento que mas abunda en la tierra. Forma los sgtes. compuestos:

a)Dioxido de silicio (SiO2): en la naturaleza se encuentra de 3 formas cristalinas distintas: Cuarzo(hexagonal, el mas abundante, dureza 7 mohs), cristobalita (cubico), tridimita (hexagonal)

b)Silicatos minerales: los minerales que constituyen la roca. Se dividen en: minerales de estructura de red, en capaz y fibrosos.

-vidrio: una de las aplicaciones mas importantes del silicato. El vidrio ordinario es una mezcla de silicatos en forma de vidrio subenfriado.
LA SILICE es el elemento mas importante del vidrio, cuya composicion es: 1. arena de silice 45%, 2. carbonato sodico 15%, 3. piedra caliza 10%, 4. Vidrio reciclado

U11: POLIMERO. significa muchas partes. existen dos tipos de materiales polimeros:
1. Plasticos: obtencion por procesos de conformado o moldeado
se subdividen en:
a). termoplasticos (TP): moldeado en calor y cuando se enfrian, su forma no cambia, se pueden calentar y reformar
b). termoestables (TE): no se funden cuando se los calienta se carbonizan, no reciclables
2. Elastomeros: es muy elastico, recupera su forma luego de deformarse.
–PLASTICOS: la molecula organica que es la base de todos los plasticos esta constituida por una estructura de soporte o esqueletos de atomos de carbono que se une con otros elem.(H,o,Cl,F). ESTRUCTURA DE SOPORTE: Termoplasticos: ang. de union entre atomos de c= 109° (forma serpenteante). Termoestables: los atomos de C forman una red especial tridimencional.
-VULCANIZACION: es un proceso quimico por el cual las moleculas de polimeros se unen unas con otras con enlaces cruzados que restringen el movimiento molecular.

U12: CARBONO(C): El 2° elemento en abundancia despues del 0 en el organismo humano (17.5%). Esta en todos los tejidos animales y vegetales combinado con el H y el O, tambien en los derivados geologicas(petroleo) unido con el H formado hidrocarburos combinando con el O se encuentra en la atmosfera como C02 y en las rocas(caliza) como carbonato. Libre no se encuentra mucho.
-FORMAS ALOTROPICAS: puro como: 1) diamante: no conduce electricidad. 2) Grafito: solido blando, gris, elevado pto de fusion billo apagado, conductor.
-ANTRACITA: negra-dura-brilo vitreo.
-HULLA: la mas empleada: abundante, poder calorifico, buena combustion.
-PETROLEO: liquido espeso y oscuro formado en su mayor parte por hidrocarburos que contienen de 1 a 25 atomos de carbono.