metales comunes p2 gr2
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PlomoyAleantes:(P2_GR2)
DiegoGómezRuiz P2_GR2
DEFINICIÓNYCARACTERÍSTICASGENERALES:Elplomoesunelementoquímicodelatablaperiódica,cuyosímboloesPb(dellatínplumbum)ysunúmeroatómicoes82segúnlatablaactual.Esunmetalpesadodedensidadrelativaogravedadespecíficade11,4a16°C,decolorplateadocontonoazulado,queseempañaparaadquiriruncolorgrismate.Esflexible,inelásticoysefundeconfacilidad.Sufusiónseproducea327,4°Cehiervea1725°C.Lasvalenciasquímicasnormalessuelenser2y4.Esunelementoanfóteroyaqueformasalesdeplomodelosácidos,asícomosalesmetálicasdelácidoplúmbico.Tienelacapacidaddeformarmuchassales,ácidosyóxidos.
Encuantoalascaracterísticas,podemosdecirqueelplomoesbienconocidoportodos,puestieneampliasaplicacionesenlasactividadeshumanas.Setratadeunelementometálicosuave,sumamentemaleableytambiéndúctil,resultandoasímuyútil.Tieneuncaracterísticocolorplateadoclaro,blancuzcoydetintesazuladosconunbrillointenso.Tambiénesdelomásfuerte,resistentealacorrosiónybuenoparalasaleaciones,siendoaleadoconantimonio(Sb)enocasionesparamejoraraúnmásestascaracterísticas.Formaaleacionesconmuchosmetales,y,engeneral,enlamayorpartedesusaplicaciones.Todaslasaleacionesformadasconestaño,cobre,arsénico,antimonio,bismuto,cloro,cloroformo,ésteres,cadmioysodiotienengranimportanciaindustrial.
Esunelementoqueposeemuybuenaresistenciaalacorrosiónyporlotantounagrandurabilidad.Nosuelerequerirmantenimientoolimpieza.Esunelementobastantereciclable,delcualsepuedenextraeryobtenermuchosrecursos.Suelesoldarsebien,aunquehayqueemplearelmetaldeaportacióncorrectoyescompatibleconotros
metalesdelaconstruccióncomoelacero,elaluminiooelzinc.
Historia:
Losprimerosqueconocieronesteelementofueronlosegipcios,queloobtuvieronconelhierroylaplatasimultáneamente.Laplatayelplomoaparecieronjuntos,yaqueambosseencuentranenlagalenamásomenosargentífera,tantolagalenacomolaargentita.Elusodelplomofuedebidomayoritariamentealmétododecopelación(llevadoacabohacia3000-2500a.c.).Éstemétodopermitíalaextraccióndeplatadegranpureza,ysuexplotacióncausóladifusióndelplomo.
EnEuropa,lafabricacióndelplomoempezómástarde.Huboépocasenlaqueelplomoloconfundíanconelestaño,yselellamabaestañoplumbum,peroalfinalfueronambosdiferenciados.Losgriegosylosfeniciosfueronlosprincipalesdueñosdeesteelemento,yaqueaperturaronminasportodaEspaña.Tambiénfuedegranimportanciaparalosromanos,yaqueelaborabanvajillas,varitasparaescribirytubosparadesplazaraguaporlosacueductos.
Unodelosaspectosatenerencuentaesquelosgriegosdenominabanalplomocomo“molibdos”,perosusímboloquímicosedebealosromanos,quelodenominaban“plumbum”.Porúltimo,enRusiatambiéntuvounmomentodeproducción,sobretododecarácterartesano,despuésdelainvencióndelasarmasdefuego.Perocuandodeverdadcomenzósuaugefueenlallegadadelarevoluciónindustrial,yaquela
demandaeramuchomayorylasnecesidadesdeproduciryconstruireranmayores.
Aplicaciones:Unolosusosmásimportantessonrevestimientos,serpentines,válvulas,etc.Tambiénseutilizaparatransportaryalmacenarsolucionesdealumbre.Elplomotieneunaresistenciaexcelentealassolucionesdesalescomunes(alairedelascostasmarinas),poresoseempleaparatuberíasdetransportedeaguademarenbarcosyparagrandesacuarios.Seusaenlafabricacióndesulfúrico,porlaresistenciaalacorrosiónquetiene,alformarunapelículaduraeimpermeabledesulfatodeplomoenlasuperficie.Estambiénresistentealgassulfurosohúmedo.Seaplicaenrecubrimientodeánodosyenprecipitadoreselectrostáticosusadosparasepararlaniebladelácidosulfúricodelgassulfuroso.Tambiénseusaencontactoconhidróxidodesodioenun90%depurezaa90ºCenla
refinacióndepetróleo,enlacualeltratamientoconsulfúricoesseguidodeunlavadodesosacáustica.Enlafabricaciónderayónynitroglicerina.Elplomo,porsuelevadadensidad,esmuybuenprotectorantelosrayosX;seusapararevestirlashabitacionesdondehayaparatosderayosXyenproteccionesparaelpersonal.Seimpregnanconplomodelantalesy
guantesdecaucho.Elplomo,enformadebloquesformadosporextrusióndeladoscóncavosyconvexos,seusaparalasparedesquetienenqueconfinarrayosprocedentesdelafisiónnuclearydeisótoposradiactivos.
Seusatambiénbajomaquinariasyedificiosparareducirvibraciones.Seusaenmartillosblandos,usadoscuandohayquetenercuidadoennodañarlapiezatrabajada.Elplomoysusaleacionesselaminanmuyfácilmentehastalograrcualquierespesor,poresoesidealparaempaquetaduras,porsuflexibilidadyescasaresistenciaaldesplazamientoplástico.Lasláminasdeplomosirvencomomaterialparasuelosdegalvanoplastiayfabricacióndeproductosquímicos,dondelosderramesdeácidosestropearíansuelosde
hormigón.Sublanduraysupuntodefusiónbajopermitenlaextrusiónparatuberías,permiteademásdoblarlosycurvarlosparasuprimirmuchasjuntas.
Elplomotambiénseusaenlossiguientescompuestosquímicos:
• Disolventes:losalcoholes,éteres,lacetonayeltricloroetilenonoproducenefectossobreelplomo.
• Ácidos:elácidoacético,fórmicoytartáricoatacanmoderadamente.Elataqueseaceleraenpresenciadeoxígeno.Sinembargopuedeusarseconanhídridoacéticoyelácidoacéticoglacial,tambiénconelácidocrómico,yelácidofluorhídricosiesdiluido.
• Álcalis:conelhidróxidodeamonioessatisfactorioentodaslasconcentracionesytemperaturas.Elhidróxidodecalcioatacaelplomoenpresenciadehumedadyoxígeno,perosiseañadeaguadulcedisminuyeestacorrosión.Enhidróxidodesodiopuedeusarseenun95%depurezay80ºC.
• Salesyotroscompuestoquímicos:puedeusarseelplomoencontactoconsulfatodealuminio,clorurodeamonio,sulfatodeamonio,sulfatodecobre,sulfatodehierro,peróxidodehidrógeno,fenolpiridina,sulfitodesodio,bisulfitodesodio,carbonatodesodio,clorurodesodio,hidrosulfitodesodio,hiposulfitodesodio,sulfatodesodio,clorurodezincysulfurodesodio.
• Agua:Elaguadestiladadisuelveelplomolentamente,enproporciónalacantidaddeoxígenodisuelto.Eltratamientodeaguaconcalosilicatodesodio
evitalacorrosión.Elaguacomúnnopuedeproducircorrosiónporlacapaqueformanlassalesdisueltas.
ALEACIONES:Elplomotieneunpuntodefusiónbajo,yformaaleacionescontodoslosdemáselementosparejamentefusibles;sonaleacionesmuyusadasenlaindustria.Envirtuddesuescasaresistenciamecánica,laductilidaddelplomoesrelativamentemala;tieneunlímitedeelasticidadbajo,uncoeficientededilatacióntérmicaelevadoyexcelentepropiedadesantifricción.Sibienlasimpurezaspresentesenelplomovaríanysonpequeñasencadacalidad,sonimportantesquímicamenteyobliganaclasificarelplomoparadiversosusos:
• SellamaplomoquímicoalplomonodesplatadoproducidopormineralesdelsudestedeMissouri.Ésteplomocontiene0.04a0.08%decobre,0.002a0.020%deplataymenosde0.005%debismuto.
• Laspropiedadesdelplomotelurioso,sonsimilaresencomparaciónconlasdelplomoregular,sibientieneelgranomásfino.
(PbTelurioso)
• Elplomoantimoniosomuestraunasmejorespropiedadesmecánicas,peroaaltastemperaturasestamejoríadisminuye(porencimadelos120ºC).
(LingotesdePbantimonioso)
• Elplomocúprico,antimonioso,elplomoácido,yelplomoteluriososon
tambiénusadosenlaindustria.
Tabladepropiedadesmecánicas
Aleacionessegúnlaaplicación:
• Elplomoeselprincipalelementodelllamado"terne"quetieneunacomposiciónde10a25%deestañoy90a75%deplomo;usadohistóricamenteenelrecubrimientodeacero,paraevitarsucorrosión.Paramuchasaplicacionesderevestimientoelcontenidodeestañopuedereducirsehastanosermayorde2.5a5%.Cuandosenecesitaunrevestimientoduroyresistenteseañadeantimonio.
• Aleacionesparalaindustriadecables:elplomoquecontienealgúncobreyelplomoantimoniosoal1%sonlosprincipalesmetalesusadospararecubrirloscablesempleadosenlatransmisióndecorrienteeléctricaydecomunicación.
• Aleacionesparatuboscompresibles:estostubospuedenestarhechosdeunasolaaleaciónoestarformadospordoscapasmetálicas.Enelprimercasoseusaunaaleaciónquecontienede2a3%deantimonioy97a98%deplomo,ysisequiereunacabadobrillante,seusaunaaleacióndeplomoyestañoconpocacantidaddeestaño.Elestañoespreferibleparaelenvasadociertosproductosyporsuaspecto,peroaumentaelcoste.
Fabricacióndelasaleaciones:Elplomoysusaleacionespuedenfundirseenunacalderadehierrocoladosintemoraqueseproduzcacontaminaciónconhierro.Parafinesgenerales,noesnecesarioemplearcubiertadefundente,sibienconciertasclasesdealeacionesesconvenienteretardarlaformacióndeóxidosylapérdidadealgunoselementosdelaaleación.Paracalentaryfundirelplomoseusancalderasyhornoscalentadosconcarbón,petróleoogas.Lasaleacionesdeplomonopresentandificultadesdevaciado;latemperaturadevaciadoesde38a83ºC,porencimadelatemperaturadellíquidodelaaleación.Losmoldespuedenserpermeablesysemipermeablesdeyesoocaucho.Elplomoysusaleacionesenformadeproductosterminadossefundenenmatricesysevacíanporgravedad.
Recicladodelplomo:Elplomoesunmaterialmuyfácildereciclar,pudiéndosereutilizarunnúmeroindefinidodevecesy,aunqueentodasellassesometaaprocesosdefusiónyafino,elproductofinal(llamadoplomosecundario)esentodocasosimilaralprimarioobtenidoapartirdeminerales.Nuncahasidotanimportantecomoahorarecuperaryreciclarlosmetalescontenidosenlosresiduos,porunadoblerazón:
• Losrecursosmineralessonlimitadosynorenovables.Enelcasoconcretodelplomo,alasreservashoyrealmenteconocidasselesestimaunavidarelativamentecorta,deentre30y40años.
• Lavaloracióndelosresiduosmetálicosmediantesurecuperaciónyrecicladoeslaformadegestióndelosmismosmásracionalyecológicamenteviable.(Sedenominavaloraciónalosprocesosquepermitenaprovecharlosresiduosparaobtenerdeellosnuevosproductosuotrosrendimientosútiles.)
Enelcasodelplomo,alolargodelosúltimosaños,lavaloracióndesusresiduoshasidofundamentalparaabastecerlamayorpartedelademandamundial.Elrestodelademandaessatisfechaporpartedelametalurgiaprimaria,basadaenlamineríaque,enlosúltimosaños,permaneceestancadaenunaproduccióndeentornoalos3millonesdetoneladasdeplomoalaño.Estoesbastantemenosdelamitaddelconsumomundial.
Hoyporhoy,soncadavezmásescasoslaschatarrasoresiduosprocedentesdetuberías,planchasyotrasaplicacionesclásicasdelplomodebidoaunusodecrecientedelmismoenellas.Encambio,labateríadeautomóvileslaprincipalfuenteactualderesiduosdeplomodebidoaque:
• Aproximadamenteel75%delplomomundialdisponibleenlosmercadossededicaalafabricacióndebateríasdeautomóvil.
• Lavidadelabateríaeslimitada,menorqueladelautomóvil,loquesuponequecadavehículo,alolargodesuvida,desechavariasbaterías,creándoseasíunflujocontinuoderesiduosplomíferosdedichaprocedencia.
• Setratadeunosresiduosconsideradospeligrosos,loquehaceobligadasugestión,víavaloración.
Elíndicederecicladodelplomoesmayorqueeldelosrestantesmetalesymuysuperioraldelamayoríadelosrestantesmateriales.
Enelcasoconcretodelasbateríasdeautomóvil,laeficaciadelarecuperaciónsecomparamuyventajosamenteconladeotrosmateriales.Esmuypocoelplomo
quequedasinserrecuperadoyreciclado.
Elcuadrocontiguomuestraladiferenciacrecienteque,enlasúltimasdécadas,sehaproducidoentrelaproducciónminerayladelplomorefinadototal,entodoelmundo,graciasalaaportaciónsiempreenaumentodelplomoreciclado.
Datosdeproducciónyconsumodelplomo:Acontinuaciónsepresentaunatablaenlaqueserecogendatossobreelconsumoylaproducciónmundialdeplomoduranteelúltimosiglo.Losdatossedanentoneladaspormil.
Laproducciónmetalúrgicaserefierealaproduccióndeplomosecundario,obtenidomediantevaloración,atravésdeprocesosdefusiónyafino.
Estaotratablamuestralaestructuradelconsumodeplomoenlospaísesoccidentalesenlosúltimosaños,esdecir,enquésectoreshansidoutilizadoslosrecursosplomíferosdisponiblesenelmercado.Losdatossepresentanenporcentajedelconsumototalyentoneladaspormil.
Centrándonosennuestropaís,elcierredelaexplotaciónmineradeReocín(Cantabria)en2003,dejóaEspañasinproduccióndemineraldeplomo.
Deestaforma,desdehaceunosañosenadelante,noshemosvistoobligadosaimportarplomorefinadodeotrospaíses.
Elconsumodemateriasprimasmineralesdeplomoenlaindustrianacional,seestámanteniendoestabledurantelosúltimosdiezaños,quedándoseentornoalas250.000toneladasalaño.Determinadosconsumosindustrialestradicionalesdelplomo,comolosgeneradosporsectoresdefontanería,industriaquímica,construcción,pinturas,etc.hanidosufriendoretrocesosconsiderablesoinclusounaprogresivadesaparición,comoenlautilizacióndelplomoenproductosparagasolinas.Enotrosconsumosseregistran,sinembargo,crecimientosdelordendel5-7%anual;comoenlafabricacióndeacumuladores,alimentadoreseléctricos,blindajesderayosX,etc.