Los metales son un elemento crucial de nuestra existencia, aunque no nos demos cuenta. Desde la era industrial, hemos tenido una gran dependencia de los metales. Desde la construcción hasta la joyería, los usamos para todo. Pero, ¿de dónde obtenemos estos metales? Analicemos su ocurrencia. Antes de estudiar la aparición de metales, primero echemos un vistazo a la serie reactiva de los metales, ya que la aparición de metales está relacionada con la serie de reactividad de los metales.
¿Por qué se coloca el hidrógeno en la serie de reactividad de los metales?
A pesar de que el hidrógeno no es un metal, se incluye en la serie de reactividad de los metales. Esto se debe a que, al igual que los metales, el hidrógeno pierde electrones y forma el ion positivo H + .
Ocurrencia de metales
La corteza terrestre es una fuente clave de metales. Las sales metálicas como el cloruro de sodio y el cloruro de magnesio, entre otros, se encuentran en el agua de mar. Los metales no se encuentran en estado libre en la naturaleza. Como resultado, la mayoría de los metales se encuentran en compuestos con otros elementos, lo que se conoce como estado combinado . Los compuestos de estos metales que se encuentran en la naturaleza son sulfuros, rusts, carbonatos, cloruros y algunos otros compuestos metálicos. Los metales están presentes en estos compuestos en forma de iones o cationes positivos. Solo unos pocos metales, como el cobre, la plata, el oro y el platino, existen en estado libre.como metales. Cuando se descubre un metal en estado libre, se dice que se encuentra en su “estado nativo”. El cobre, la plata, el oro y el platino se encuentran todos en la naturaleza en su estado original. Los metales de cobre y plata se encuentran en estado libre así como en estado combinado en la naturaleza.
¿Por qué algunos metales se encuentran en estado combinado y otros en estado libre?
El potasio, el sodio, el calcio, el magnesio y el aluminio, que se encuentran en la parte superior de la serie de reactividad, son tan reactivos que nunca se encuentran como elementos libres en la naturaleza. Siempre se encuentran en un estado combinado. Los metales como el zinc, el hierro y el plomo, que se encuentran en el medio de la serie de reactividad, son metales moderadamente reactivos que también se pueden encontrar en estado combinado.
Todos los metales en la serie de reactividad por encima del cobre solo se encuentran en la naturaleza en forma de sus compuestos. El cobre, la plata, el oro y el platino se encuentran entre los metales menos reactivos o no reactivos y, por lo tanto, se encuentran en su estado libre como metales. Solo una pequeña cantidad de cobre y plata se encuentran en estado libre. Generalmente se encuentran como sulfuros u rusts en su estado combinado.
¿Qué son los minerales?
Un mineral se distingue de los equivalentes sintéticos hechos en el laboratorio por el hecho de que debe desarrollarse a través de procesos naturales. Los minerales artificiales, como esmeraldas, zafiros, diamantes y otras piedras preciosas valiosas, se producen regularmente en instalaciones industriales y de investigación y son casi idénticos a sus contrapartes naturales. Un mineral es una sustancia sólida única de composición uniforme que no puede dividirse físicamente en compuestos químicos más simples, de acuerdo con su definición como sólido homogéneo.
Los minerales tienen una forma geométrica regular y una estructura atómica interior muy ordenada. Los minerales se clasifican como sólidos cristalinos debido a esta propiedad. Los sólidos cristalinos pueden expresar su marco interno estructurado a través de una forma externa bien desarrollada, conocida como forma cristalina o morfología, bajo las condiciones adecuadas. Los sólidos que no muestran una disposición interna tan ordenada se conocen como amorfos. La formación mineral se puede dividir en cuatro grupos como se indica a continuación.
- Los minerales se cristalizan a partir de un fundido en rocas ígneas o magmáticas .
- Los minerales se forman como resultado de la sedimentación , un proceso en el que las materias primas son partículas de otras rocas que han sido meteorizadas o erosionadas.
- Metamórfico se refiere a la formación de nuevos minerales a expensas de los más antiguos como resultado de cambios de temperatura, presión o ambos en un tipo de roca existente.
- Los minerales se precipitan químicamente a partir de soluciones calientes dentro de la corteza terrestre en un proceso hidrotermal .
Los primeros tres pasos producen una variedad de rocas con distintos granos minerales estrechamente entrelazados en un tejido entrelazado. Los líquidos hidrotermales y de muy baja temperatura tienden a seguir las zonas de fractura en las rocas, creando espacios abiertos para la precipitación química mineral. La mayoría de los especímenes minerales excepcionales se han obtenido de estos espacios abiertos, que están parcialmente llenos de minerales depositados a partir de soluciones. Permitir que un mineral en proceso de crecimiento (como resultado de la precipitación) se desarrolle en el espacio libre generalmente da como resultado una forma de cristal bien desarrollada, lo que contribuye al atractivo visual de un espécimen.
Así, los minerales son materiales naturales en los que se pueden encontrar metales o sus compuestos en la tierra. Algunos minerales pueden contener una cantidad considerable de metal, mientras que otros pueden contener solo un pequeño porcentaje. Algunos minerales pueden estar libres de impurezas no deseadas, mientras que otros pueden incluir algunas impurezas no deseadas que restringen la extracción de metales. Como resultado, todos los minerales no pueden usarse para extraer metales.
¿Qué son los minerales?
Las menas son los minerales de los que se pueden extraer metales de manera eficiente y rentable. Un significado anterior limitaba el término mineral a los depósitos de minerales metálicos, aunque desde entonces se ha ampliado para cubrir los no metálicos en algunos casos. Solo aproximadamente 100 de las más de 2800 especies minerales han sido reconocidas como minerales. La hematita, la magnetita, la limonita y la siderita son las principales fuentes de hierro; calcopirita, bornita y calcocita son las principales fuentes de cobre; y la esfalerita y la galena son las principales fuentes de zinc y plomo, respectivamente. Ningún yacimiento está formado por un solo mineral.
El mineral se mezcla invariablemente con ganga, que es un término para rocas y minerales no deseados o no valiosos. En la mayoría de los casos, el mineral y la ganga se extraen juntos, es decir, una masa de mineral y ganga se extrae de la roca huésped por medios mecánicos o humanos. Luego, el mineral se separa de la ganga a través de una serie de actividades conocidas como procesamiento de minerales o preparación de minerales. Los procesos de fundición, tostado o lixiviación se utilizan para extraer el elemento metálico necesario del mineral. Algunos metales, como el cobre, el uranio y el oro, ahora se pueden extraer de la roca huésped sin necesidad de perforación o voladura gracias a los avances en la hidrometalurgia.
En algunos casos, se utilizan bacterias especiales como parte del proceso. Los metales se pueden refinar o alear con otros metales una vez que se han recuperado, como en una refinería de cobre o una acería. La minería, el procesamiento y la refinación son todos procesos en el proceso de extracción de metal de un depósito de mineral. No hay impurezas no deseadas en el mineral, e incluye un alto porcentaje de metal. Como resultado, todos los minerales son minerales, pero no todos los minerales son minerales.
La siguiente tabla enumera algunos de los minerales más comunes:
| Metal (a extraer) | nombre del mineral | Nombre del compuesto en el mineral | fórmula de mineral | |
| 1. | Sodio | Sal de roca | Cloruro de sodio | NaCl |
| 2. | Aluminio | Bauxita | Rust de aluminio | Al 2 O 3 .2H 2 O |
| 3. | Hierro | Hematites | Rust de hierro (III) | Fe 2 O 3 |
| 4. | Manganeso | pirolusita | Dirust de manganeso | MnO2 _ |
| 5. | Mercurio | Cinabrio | Sulfuro de mercurio (II) | HgS |
| 6. | Zinc |
|
sulfuro de zinc Carbonato de zinc |
ZnS ZnCO3 _ |
| 7. | Cobre |
|
Rust de cobre (I) Sulfuro de Cobre (I) |
Cu2O _ _ Cu 2 S |
Preguntas resueltas
Pregunta 1: ¿Por qué la mayoría de los metales no se encuentran en su estado libre?
Responder:
Los metales más reactivos son los que se encuentran en la parte superior de la serie de reactividad y son tan reactivos que nunca se encuentran como elementos libres en la naturaleza.
Pregunta 2: Defina el término ganga.
Responder:
Las impurezas no deseadas o las rocas no valiosas, las partículas terrestres presentes en un mineral se denominan ganga.
Pregunta 3: Entre los metales magnesio y mercurio, ¿cuáles se presentan en estado combinado y cuáles en estado libre?
Responder:
Los metales por encima del hidrógeno en la serie de reactividad son tan reactivos que nunca se encuentran como elementos libres en la naturaleza, mientras que los metales que están en la parte inferior de la serie de reactividad por debajo del hidrógeno son menos reactivos, por lo que se encuentran en estado libre. Dado que el magnesio existe por encima del hidrógeno en la serie de reactividad, se presenta en un estado combinado y el mercurio existe por debajo del hidrógeno en la serie de reactividad, por lo que se presenta en un estado libre.
Pregunta 4: Nombre un metal que se presente tanto en estado libre como en estado combinado.
Responder:
El cobre es un metal que existe tanto en estado libre como mixto. Sólo existe una pequeña cantidad de cobre en su estado libre. En su estado combinado, generalmente existe como sus sulfuros u rusts.
Pregunta 5: Nombre el metal que se extrae del mineral de cinabrio.
Responder:
El metal que se extrae del mineral de cinabrio es mercurio.
Pregunta 6: ¿Qué es la hidrometalurgia?
Responder:
La hidrometalurgia es el proceso de extraer metal del mineral haciendo una solución acuosa de una sal metálica y recuperando el metal de ella.