METALES.

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1 METALES

2 METALES Se llama metales a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad. Poseen alta densidad y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio); sus sales forman iones electropositivos (cationes) en disolución

3 El concepto de metal se refiere tanto a elementos puros, así como aleaciones con características metálicas, como el acero y el bronce. Los metales comprenden la mayor parte de la tabla periódica de los elementos y se separan de los no metales por una línea diagonal entre el boro y el polonio. En comparación con los no metales tienen baja electronegatividad y baja energía de ionización, por lo que es más fácil que los metales cedan electrones y más difícil que los ganen.

4 TABLA PERIODICA DE LOS ELEMENTOS
IA IIA IIIA IVA Metales pesados ←frágiles dúctiles→ Electronegatividad

5 Dilatación Dilatación es el cambio de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un objeto físico debido al cambio de temperatura que se provoca en ella por cualquier medio de difusión del calor. Dilatación Lineal: L: long. Final L0: long. Inicial : Coeficiente de dilatación lineal ΔT: incremento de T (Tf – Ti)

6 El coeficiente de dilatación lineal () es el incremento de longitud que
experimenta una varilla de determinada sustancia, con un largo inicial de un metro, cuando su temperatura se eleva un grado Celsius. 𝜆= 𝐿 𝑓 − 𝐿 0 𝐿 0 ( 𝑇 𝑓 − 𝑇 0 )

7 Dilatación volumétrica
Es la dilatación térmica de un líquido o un gas y se observa como un cambio de volumen ΔV en una cantidad de sustancia de volumen inicial V0, relacionado con un cambio de temperatura Δt. En este caso, la variación de volumen ΔV es directamente proporcional al volumen inicial V0 y al cambio de temperatura Δt.  = Coeficiente de dilatación volumétrica

8 ¿Cuál será la longitud final de un espejo de vidrio que mide 2m, si se expone a
Un cambio de 15 °C (El coeficiente de dilatación lineal del vidrio a 25 °C es de 8.72x10-6 C-1) En que longitud habrá cambiado un viga de acero de 50 m que fue expuesta a un ΔT de 35 °C, sabiendo que  tiene un valor de 11x10-6 C-1

9 ¿Qué variación de temperatura, habrá sufrido una estructura de aluminio que originalmente mide 68 m y que cambio su longitud en 8.5 cm, si el coeficiente de dilatación lineal es de 23x10-6 C-1? ¿Cuál será el coeficiente de dilatación volumétrico para 30 litros de agua, si hay un incremento en 1.26 litros en un gradiente de temperatura de 200°C?

10 la longitud de un cable de acero es de 40 m a 22 °C
la longitud de un cable de acero es de 40 m a 22 °C. Determine su longitud en un día en que la temperatura es de 34 °C, sabiendo que el coeficiente de dilatación lineal del acero es igual a 11x /°C. A través de una barra metálica se quiere medir la temperatura de un horno para eso se coloca a una temperatura de 22 °C en el horno. Después de un cierto tiempo se retira la barra del horno y se verifica que la dilatación sufrida equivale a 1,2 % de su longitud inicial, sabiendo que  = 11x10-6 1/°C. Determine: La temperatura del horno en el instante en que la barra fue retirada.

11 La plataforma de la figura es horizontal y está apoyada en 2 columnas; una de Aluminio y otra de Hierro . Determine las longitudes de las barras a 0 °C para que la plataforma permanezca horizontal a cualquier temperatura, sabiendo que la diferencia de nivel entre los puntos A y B es de 50 cm y que  hierro = 12*10-6 1/°C y  aluminio = 24*10-6 1/°C. Observación: Para que la plataforma quede siempre horizontal es necesario que la dilatación de la columna de hierro sea igual a la dilatación de la columna de aluminio; o sea: ΔL Fe = ΔL Al. Calcular las longitudes en cm de una varilla de latón y de una varilla de hierro para que tengan una diferencia de longitud constante de 5 cm a todas las temperaturas. La latón = por grado y Fe = por grado.

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13 FENOMENOS DE OXIDO-REDUCCIÓN
La oxidación es un cambio químico en el que un átomo o grupo de átomos pierde electrones. (ánodo) La reducción es un cambio químico en el que un átomo o grupo de átomos ganan electrones. (cátodo) oxidación reducción La oxidación y la reducción se presentan siempre simultáneamente y el número total de electrones perdidos en la oxidación debe ser igual al número de electrones ganados en la reducción.

14 CORROSIÓN La corrosión se define como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. De manera más general, puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable o de menor energía interna. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción electroquímica (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, de la salinidad del fluido en contacto con el metal y de las propiedades de los metales en cuestión.

15 Celda electroquímica

16 Indica que la reacción es espontánea
CORROSIÓN Reacción electroquímica de la corrosión Esta reacción se puede dividir en dos semirreacciones electroquímicas OX: Anódica V RED: Catódica V El signo + Indica que la reacción es espontánea V

17 El Fe (II) se sigue oxidando por la acción por la acción del oxigeno para formar “herrumbre”, esto es, óxido hidratado de Fe (III) Anódica V Catódica V

18 solución corrosiva En el área mas expuesta al aire, hay una concentración elevada de O2 disuelto, y la concentración de iones H+ es alta debido a la presencia de soluciones de óxidos ácidos. Estas condiciones favorecen la reacción catódica. M2+ O ↑ H2 región catódica e- región anódica metal M Un metal en contacto con una solución se “corroe” (se oxida) cuando existen especies químicas en solución que pueden reducirse.

19 H hidrógeno del Desplazan el agua fría Desplazan el hidrógeno
Li K Ba Ca Na Mg Al Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au hidrógeno del Desplazan el agua fría Desplazan el hidrógeno del vapor de agua Un agente reductor es aquel que cede electrones a un agente oxidante Desplazan el hidrogeno de los ácidos

20 El hierro galvanizado es protegido de la corrosión por medio de un recubrimiento de un metal más activo como el zinc. Este metal reacciona con la humedad, el O2 y con el CO2, para formar una película dura de Zn(OH)2·ZnCO3, que tiene gran resistencia al ataque. Esto tiende a mantener una carga negativa en el hierro, lo que evita la reacción Fe → Fe2+ + 2e- mientras siga existiendo zinc. solución corrosiva Zn2+ Zinc (anódico) O ↑ H2 e- Fierro (catódico)