Publicadas Fechas para sesiones de PBL

Ya se han publicado las fechas para la segunda y tercera sesión del PBL 2. Serán el próximo 8 de mayo de 10:00 a 11:00 y el día 13 de mayo de 10:00 a 11:00, ambas sesiones son obligatorias en cuanto a la asistencia. Se celebrarán en el aula magna 203 del aulario III. En breve se subirá el problema a resolver.

Próximo Lunes 4 de Mayo Presentación de PBL 2

El próximo lunes se realizará la presentación del segundo PBL. La asistencia a a esta presentación no es obligatoria aunque es recomendable. Se realizará al final de la clase. Los documentos del PBL se colgarán en breve en el campus Virtual. Las fechas de las sesiones de presentación de hipótesis y presentación definitiva de trabajo se indicarán en breve.

Reaccion de sodio y potasio con agua

En el siguiente video un profesor hace una demostración a los alumnos de clase de como reacciona sodio y potasio con agua. Se observa perfectamente como ambos metales son blandos y se pueden cortar fácilmente. Su brillo lo pierden fácilmente por la reacción de oxidación con el oxígeno atmósferico. Cuando se añade un trozo de sodio sobre un vaso que contiene agua y unas gotas de fenolftaléina como indicador, se observa que se produce la oxidación de metal para producir sosa y desprendimiento de hidrógeno. La sosa proporciona el medio alcalino que hace que la fenolftaleina vire de color a rosa. El sodio muy ligero se mueve como un glóbulo plateado y se observa alguna pequeña llama debido a la reacción del dihidrógeno producido con el dioxígeno atmosférico sobre la superficie caliente del metal. Potasio por su parte es mucho más reactivo frente al agua, es más electropositivo y como se observa en el video se produce una explosión que por supuesto logra sacar el aplauso de los estudiantes. Lamentablemente no va a ser posible realizar esto en nuestra clase.

Enlace Metálico. Teoría de bandas

Para completar la visión sobre el enlace metálico y explicar algunas de las propiedades que mediante el modelo del mar de electrones no se pueden explicar es muy útil la Teoría de bandas. En el siguiente enlace te puedes descargar un documento que describe brevemente la teoría desde un punto de vista sencillo y que ayuda a comprender muchas de las propiedades de los metales.

http://rapidshare.com/files/226682862/Teor_a_de_bandas_enlace_met_lico.pdf

El archivo tiene contraseña. Como se trata de una actividad extra de la asignatura la clave del documento se dará a través de Twitter. Ve al siguiente enlace y unete a Twitter de inorganica,


http://twitter.com/Inorganica


una vez identificado con tu nombre si eres alumno de inorganica de urjc se enviará la clave a tu cuenta twitter.

Enlace Metálico- Mar de electrones

A diferencia de los no metales donde casi siempre se comparten electrones dentro de las unidades discretas, los átomos metálicos comparten electrones externos (de valencia) con los átomos vecinos más próximos. Los modelos de enlace metálico deben explicar las propiedades fundamentales de los metales como son su elevada conductividad eléctrica y térmica así como su relfectividad. Mediante una teoría tan simple como la comúnmente conocida como el mar de electrones se pueden explicar fácilmente las dos primeras. Esta teoría se basa en que los electrones de valencia de cada átomo metálico que constituye la estructura del metal, tienen plena libertad de movimiento por toda la estructura e incluso pueden salir del mismo, con la consecuente producción de iones positivos. Es decir son los electrones de valencia los que conducen la electricidad y es el movimiento de los mismos lo que transfiere calor a través del metal. El único defecto de este modelo es que no es capaz de explicar el brillo de los metales,o por ejemplo por qué wolframio es quien presenta el punto de ebullición más alto pese a tener menos electrones de valencia que otros. Según la Teoría del mar de electrones la fuerza del enlace debería estar relacionado con el número de electrones de valencia.

En el siguiente enlace se explica perfectamente esta teoría.

http://www.drkstreet.com/resources/metallic-bonding-animation.swf

Por tanto este modelo al describir a los electrones moviéndose a lo largo de toda la estructura permite explicar también la maleabilidad y ductibilidad de los metales pues la ausencia de enlaces direccionales hace que los átomos metálicos se puedan deslizar sin dificultad unos sobre otros para formar nuevos enlaces metálicos.

una Teoría más completa es la Teoría de Bandas

Video sobre la producción de cobre

El siguiente video recoge de forma muy divulgativa todo el proceso de fabricación de cobre de alta pureza desde su fase de extraccion hasta la recuperación del metal y su manipulación hasta conseguir el hilo de cobre necesario para apliacaciones como la fabriación de hilo de cobre conductor. El video está en castellano y no entra muy en detalle en cada una de las fases, si bien el hecho de cubrir todo el proceso mediante imágenes hace que el video sea muy ilustrativo de los conceptos explicados en el Tema de metalurgia.

http://www.youtube.com/watch?v=IptwsKre3iQ

Cambio en el orden del temario

Ya está disponible en el Campus Virtual de la asignatura el archivo pdf con la presentación de las Unidades 1 y 2 del Tema 11 y la Unidad 1 del Tema 12, Esto es debido a que se ha modificado ligeramente el orden del temario, de forma que se impartirá en primer lugar los metales principales únicamente del bloque s y a continuación se comenzará con los metales de transición. Este cambio ha sido necesario con el fin de adpatar la próxima actividad consistente en un ejercicio del PBL con las fechas disponibles. Una vez vistos estos temas se seguirá el orden establecido de los temas.

Alto Horno

La extracción de hierro se efectúa en un alto horno quepuede tener entre 25 y 60 m de altura y hasta 14 m de diámetro. Está constituido de acero y tiene un forro de material resistente al calor y la corrosión. Suele ser un forro de material cerámico especializado. El material más utilizado es corindón, si bien en las partes inferiores son otro tipo de óxidos cerámicos. La carga en el alto horno consiste en mena de hierro, piedra caliza y coque en las proporciones correctas que se cargan por la parte superior del horno. Por la parte inferior se inyecta aire precalentado por combustión de los gases de escape. El calor se genera por la reacción del oxígeno del aire con el coque. El alto horno consta de dos agujeros de derivación taponados con arcilla, el inferior para el hierro metálico, más denso y el superior para la escoria, menos densa. Los tapones se quitan periodicamente para liberar un chorro de hierro fundido por el agujero inferior y escoria líquida por el superior. Los altos hornos operan las 24 horas del día y producen según sea su tamaño entre 1000 y 10.000 toneladas de hierro cada 24 horas.

Todas las reacciones del proceso se encuentran explicados en el Powerpoint disponible en el Campus virtual de la asignatura.

En el siguiente video se observa bien todo el proceso, el problema es que está en portugués aunque se entiende perfectamente:

http://www.youtube.com/watch?v=UtMy4ZY3jgc

La siguiente animación recoge todo el proceso en la planta

http://www.youtube.com/watch?v=lTofxBxz9ek

Video Ilustrativo sobre proceso de producción de acero

En el siguiente enlace se puede encontrar un video ilustrativo del proceso de producción de acero mediante uno de los métodos más utilizados, como es el convertidor básico al oxígeno.

http://www.youtube.com/watch?v=qo50KxLU_34

Al final del proceso como se observa en el video se introduce una sub-lanza para determinar la temperatura del proceso que determinará el contenido de carbón del acero. Cuando el dato y el análisis de la muestra es aceptable el convertidor se gira para verter el acero. En el video también habla del flujo con gases inertes como nitrógeno o argón que se inyectan para agitar el contenido del convertidor. El acero que se obtiene es con bajo contenido en carbono y se suele adicionar posteriormente hierro especular, para un contenido en carbono óptimo.

Convertidor Básico al oxígeno o convertidor LD

En la clase de esta mañana 17 de abril, ha habido algunas dudas en cuanto al revestimiento de los convertidores para la producción de acero. Como se ha comentado, existe un revestimiento de material refractario que según sean las impurezas del acero, será un revestimiento ácido o básico. Este revestimiento puede reaccionar con las impurezas para producir la escoria que posteriormente es eliminada. Sin embargo, es necesario comprender que esto no significa que la pared del convertidor esta hecha solo de este material y que por tanto no aguantaría las temperaturas de trabajo. El convertidor tiene un revestimiento de varias capas, la capa exterior es de acero, existe un capa intermedia y luego una capa que está en contacto con la mezcla fundida que es de material refractario. Esta capa puede reaccionar con las impurezas pero obviamente no es el medio principal para producir la escoria. Es decir, en principio Bessemer desarrolló el convertidor con material refractario de silica, y tenía el inconveniente que sólo era útil para hierros con bajo contenido en fósforo o azufre. Los hierros que se utilizaban eran ricos en sílice, por eso la escoria generada principalmente se componía de este material. El avance efectuado por Thomas, con el convertidor básico, es poder emplear este procedimiento en aceros ricos en fósforo y azufre, cuyos óxidos formados en el proceso son ácidos. Estos avances han servido para el actual convertidor de acero al oxígeno que tendrá un material refractario u otro en función de las impurezas presentes. Así, por ejemplo para un acero con impurezas de fósforo o azufre, se efectuaría en primer lugar la adición de la chatarra de acero, seguido del cargado del arrabio y a continuación la fase del "blowing" de oxígeno, y finalmente se añade el fluyente que suele ser o caliza, magnesita o dolomita. Obviamente el revestimiento interno puede sufrir un desgaste, aunque actualmente hay técnicas para evitar el desgaste excesivo de este revestimiento como es la salpicadura de escoria, traducción del término ingles Slag splashing, que consiste en balancear el recipiente hacía delante y hacia atrás con el fin de esparcir toda la escoria por el recipiente hacía arriba ( se ayuda a continuación propulsando la escoria mediante una corriente de nitrógeno). Esta técnica permite alargar la vida del material refractario que recubre la pared interna del horno. Además hay nuevos avances en el desarrollo de este material refractario muy interesantes que alargan la vida de este material.

En los siguientes enlaces puedes aprender más acerca del proceso de producción de acero, el primero es un artículo que habla detalladamente del proceso de obtención de acero en un convertidor al oxígeno. El segundo es una página interesante donde explica detalladamente todo el proceso y menciona además la forma de fabricación del material refractario empleado y los avances producidos en su uso.

http://files.aws.org/itrends/2004/01/it0104-21.pdf

http://www.energymanagertraining.com/iron_steel/BOS_steel.htm

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