Elementos Puros
La mayoría de los elementos naturales se encuentran combinados químicamente con otros, Metales, no metales y metaloides forman parte de los minerales de la corteza terrestre (aunque existen minerales en los cuales el metal se encuentran en estado nativo). Estos pueden aislarse a través de métodos de obtención y preparación; cuando un elemento químico se aísla a partir de la fuerza en que se encuentra en estado nativo, se dice que el proceso es de obtención. En los casos en que resulta necesario aplicar diversas reacciones químicas como las oxidaciones, las reducciones o la electrólisis, obteniéndose el elemento como producto de reacción, el proceso se denomina preparación.
Elementos metálicos
Los iones de metales alcalinos como el sodio, el potasio; los de metales alcalinotérreos como el berilio o el magnesio e incluso los de aluminio, estaño o plomo con potenciales de reducción estándar muy pequeños, son muy difíciles de reducir químicamente. Por ello, el método más práctico para la obtención de los metales es utilizar una corriente de electrones como agente reducto; es decir, la electrólisis.
El cobre se presenta en la corteza terrestre en estado nativo, aunque para producirlo se parte de alguno de sus minerales, por lo general, la calcopirita (CuFeS2). Una vez separado el mineral de la ganga, se tuesta a 1,100 oC, con una cantidad de oxígeno controlada y arena (SiO2) como fundente. El cobre obtenido por este método posee una pureza del 90%. A fin de eliminar las impurezas, por lo general del hierro y de zinc, se lo somete a una refinación electrolítica. Para ello, las barras de cobre bruto se conectan como ánodos.
Como cátodos se emplean barras de cobre purificado. El electrolito empleado es una solución de sulfato de cobre (II) y ácido sulfúrico. El zinc, el plomo y el estaño son otros elementos metálicos que también se purifican mediante la electrólisis. Otro ejemplo es el sodio, que se obtiene por electrólisis del hidróxido fundido (método de Castner) o del cloruro (método de Downs).
Elementos no metálicos
Del mismo modo que ocurre con algunos metales, los iones de elementos metálicos como el cloro o el flúor, son difíciles de oxidar y la producción industrial de los mismos se lleva a cabo por electrólisis, a partir de minerales como la fluorita (fluoruro de calcio, CaF2).
En el caso del cloro, se puede utilizar el método de Downs (por el cual, además de sodio, se obtiene este gas), o la electrólisis de una solución de cloruro de sodio como subproducto en la fabricación de hidróxido de sodio (NaOH). Este es un proceso interesante dado que se producen tres sustancias: dora, hidrógeno e hidróxido de sodio. Las reacciones son las siguientes:
- Ánodo: 2CI → CI-2 + 2e-
- Cátodo: 2Na+ + 2e → 2Na
- Cátodo: 2Na + 2h2O → 2NaOH + H2
El proceso se complica porque el hidróxido formado se solubiliza al mezclarse con el cloruro de sodio y se producen las dos electrólisis del hidróxido formado, se ideó un dispositivo que impide, mediante un diafragma poroso de tela de amianto, que se mezclen el hidrógeno y el cloro, permitiendo que se separe el cloruro del hidróxido. Este dispositivo se denomina célula de Gibbs.
Preguntas y Respuestas
¿Dónde se encuentran la mayoría de los elementos naturales?
La mayoría de los elementos naturales se encuentran combinados químicamente con otros, Metales, no metales y metaloides forman parte de los minerales de la corteza terrestre (aunque existen minerales en los cuales el metal se encuentran en estado nativo). Estos pueden aislarse a través de métodos de obtención y preparación; cuando un elemento químico se aísla a partir de la fuerza en que se encuentra en estado nativo, se dice que el proceso es de obtención. En los casos en que resulta necesario aplicar diversas reacciones químicas como las oxidaciones, las reducciones o la electrólisis, obteniéndose el elemento como producto de reacción, el proceso se denomina preparación.
¿Qué son los iones de metales alcalinos como el sodio, el potasio, los metales alcalinotérreos como el berilio, el estaño y el plomo con potenciales de reducción estándar?
Los iones de metales alcalinos como el sodio, el potasio; los de metales alcalinotérreos como el berilio o el magnesio e incluso los de aluminio, estaño o plomo con potenciales de reducción estándar muy pequeños, son muy difíciles de reducir químicamente. Por ello, el método más práctico para la obtención de los metales es utilizar una corriente de electrones como agente reducto; es decir, la electrólisis.
¿Cómo se presenta el cobre en la corteza terrestre?
El cobre se presenta en la corteza terrestre en estado nativo, aunque para producirlo se parte de alguno de sus minerales, por lo general, la calcopirita (CuFeS2). Una vez separado el mineral de la ganga, se tuesta a 1,100 oC, con una cantidad de oxígeno controlada y arena (SiO2) como fundente. El cobre obtenido por este método posee una pureza del 90%. A fin de eliminar las impurezas, por lo general del hierro y de zinc, se lo somete a una refinación electrolítica. Para ello, las barras de cobre bruto se conectan como ánodos.
¿Qué se emplea como cátodos?, ¿Qué es el electrolito empleado?, ¿Qué son el zinc, el plomo y el estaño?, ¿Por dónde se obtiene el sodio?
Como cátodos se emplean barras de cobre purificado. El electrolito empleado es una solución de sulfato de cobre (II) y ácido sulfúrico. El zinc, el plomo y el estaño son otros elementos metálicos que también se purifican mediante la electrólisis. Otro ejemplo es el sodio, que se obtiene por electrólisis del hidróxido fundido (método de Castner) o del cloruro (método de Downs).
¿Qué son el cloro o el flúor?, ¿Cómo se lleva a cabo el cloro o el flúor?
Del mismo modo que ocurre con algunos metales, los iones de elementos metálicos como el cloro o el flúor, son difíciles de oxidar y la producción industrial de los mismos se lleva a cabo por electrólisis, a partir de minerales como la fluorita (fluoruro de calcio, CaF2).
¿Qué método se puede usar en el caso del cloro?
En el caso del cloro, se puede utilizar el método de Downs (por el cual, además de sodio, se obtiene este gas), o la electrólisis de una solución de cloruro de sodio como subproducto en la fabricación de hidróxido de sodio (NaOH). Este es un proceso interesante dado que se producen tres sustancias: dora, hidrógeno e hidróxido de sodio. Las reacciones son las siguientes:
- Ánodo: 2CI → CI-2 + 2e-
- Cátodo: 2Na+ + 2e → 2Na
- Cátodo: 2Na + 2h2O → 2NaOH + H2
El proceso se complica porque el hidróxido formado se solubiliza al mezclarse con el cloruro de sodio y se producen las dos electrólisis del hidróxido formado, se ideó un dispositivo que impide, mediante un diafragma poroso de tela de amianto, que se mezclen el hidrógeno y el cloro, permitiendo que se separe el cloruro del hidróxido. Este dispositivo se denomina célula de Gibbs.
- - ►☺ Derick Reyes ☺◄ - -
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