REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD PEDAGOGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR

INSTITUTO PEDAGOGICO DE MIRANDA

JOSÉ MANUEL SISO MARTÍNEZ

ZINC

Integrante:

González, Richard

Prof. Cruz Guerra

Caracas, abril 2010

Zinc

La palabra “zinc" viene del alemán antiguo "Zink",

de oscuro origen, es un elemento químico de número atómico

30 y símbolo Zn situado en el grupo 12 de la tabla periódica

de los elementos. Es el vigésimo tercer elemento más

abundante en la Tierra y una de sus aplicaciones más

importantes es el galvanizado del acero.

Es un metal de color blanco azulado que

arde en aire con llama verde azulada. El aire seco no

le ataca pero en presencia de humedad se forma una

capa superficial de óxido o carbonato básico que

aísla al metal y lo protege de la corrosión.

Propiedades físicas

_ Es un metal se encuentra presente en forma sólida.

_Es diamagnético

_ Punto de fusión bajo 419.52 C

_ Punto de ebullición bajo 906.84 C

_ Color blanco azulado, que arde en aire con llama verde azulada

_ Elevada conductividad térmica 116 W

_ Elevada conductividad eléctrica

_ En presencia de humedad forma una capa superficial de óxido o

carbonato básico que aísla al metal y lo protege de la corrosión

_ Alta Densidad de 7140 Kg/m3 (7.1 veces la densidad del agua)

Propiedades químicas

_ Es un metal de transición

_ Se utiliza en el galvanizado del acero para protegerlo contra la

oxidación.

_Puede disolverse en bases y ácido acético

_ Reacciona con ácidos no oxidantes, pasando al estado de

oxidación +2 (anfótero) y liberando hidrógeno

_ Se pueden realizar aleaciones con aluminio, cobre magnesio,

níquel y estaño

Propiedades mecánicas

_Presenta baja dureza de 2.5 Mohs

_ Presenta gran resistencia a la deformación plástica

_ Poca maleabilidad, debe ser calentado a 100 C para poder

laminarlo

_ En aleación conjunta con otros elementos como el aluminio y

el cobre presenta buena maquinabilidad y ductilidad

Proceso de extracción del zinc

La producción del zinc comienza con la extracción del mineral que puede realizarse tanto

a cielo abierto como en yacimientos subterráneos. Los principales minerales de zinc son

la blenda (ZnS), la smithsonita (carbonato de cinc, ZnCO3), y la calamina (silicato de

zinc). El zinc se puede obtener por tostación de sus minerales, produciendo el óxido (el

calcinado), y por la subsiguiente reducción del dicho óxido con carbón o hulla.

Blenda

acaramelada

calamina smithsonita

vía seca:Se utiliza para minerales con altos contenidos de hierro, primeramente

se tuesta el concentrado para transformar el sulfuro en óxido, que recibe la

denominación de calcina, y a continuación se reduce éste con carbono

obteniendo el metal (el agente reductor es en la práctica el monóxido de carbono

formado). Las reacciones en ambas etapas son:

2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2

ZnO + CO → Zn + CO2

Otra forma más sencilla y económica de reducir el óxido de Zinc, es

con Carbono, se colocan ambos; 2 moles o porciones molares de Óxido de

Zinc(ZnO), y un mol de Carbono(C), en un recipiente al vacío para evitar que el

metal se incendie con el aire al momento de purificarse dando como resultado

nuevamente óxido de zinc; En una etapa, la reducción del óxido de Zinc, se

expresa de la siguiente manera:

2 ZnO + C → 2 Zn + CO2

Proceso de obtención

vía húmeda:

Primeramente se realiza el tueste obteniendo el óxido que se lixivia con

ácido sulfúrico diluido; las lejías obtenidas se purifican separando las distintas

fases presentes. El sulfato de zinc se somete posteriormente a electrólisis con ánodo

de plomo y cátodo de aluminio sobre el cual se deposita el zinc formando placas de

algunos milímetros de espesor que se retiran cada cierto tiempo. Los cátodos

obtenidos se funden y se cuela el metal para su comercialización.

Como subproductos se obtienen diferentes metales como mercurio, óxido

de germanio, cadmio, oro, plata, cobre, plomo en función de la composición de los

minerales. El dióxido de azufre obtenido en la tostación del mineral se usa para

producir ácido sulfúrico que se reutiliza en el lixiviado comercializando el

excedente producido.

Aplicaciones de las aleaciones en los procesos de

fabricación de piezas

El metal se usa principalmente como capa protectora o galvanizado para

el hierro y el acero, y como componente de distintas aleaciones, especialmente del

latón, en las placas de las pilas (baterías) eléctricas secas, y en las fundiciones a

troquel. El óxido de zinc, conocido como zinc blanco, se usa como pigmento en

pintura.

También se utiliza como relleno en la industria del caucho. El cloruro de

zinc se usa para preservar la madera y como fluido soldador. El sulfuro de zinc es

útil en aplicaciones relacionadas con la electroluminiscencia, la fotoconductividad,

la semiconductividad y otros usos electrónicos; se utiliza en los tubos de las

pantallas de televisión y en los recubrimientos fluorescentes, piezas de fundición

inyectada en la industria de automoción, Metalurgia de metales preciosos y

eliminación de la plata del plomo.

Propiedades y aplicacionesProtección contra la corrosión en acero mediante el zinc

zincado (galvanizado):Una pieza de acero, previamente limpiada

superficialmente, es sumergida en cinc fundido, en

ese baño ocurre una reacción entre el zinc y el

hierro formando una capa intermedia entre el

revestimiento de cinc puro y el metal base.

Metalizado de zinc (deposición por aspersión):En este procedimiento las placas de acero son limpiadas mediante un

chorro de arena (sandblasting) y posteriormente rociadas con pequeñas

partículas de zinc fundido mediante una pistola especial. El espesor de la

película protectora se puede controlar con facilidad y no hay restricciones con

respecto al tamaño de la pieza.

Cincado electrolítico (galvanoplastia):La galvanoplastia o electroplateado

es el proceso basado en el traslado de iones

metálicos desde un ánodo a un cátodo en un

medio líquido, compuesto fundamentalmente

por sales metálicas y ligeramente acidulado.

Sherardizado:En este procedimiento piezas de tamaño pequeño son agitadas en un

recipiente, con cinc en polvo a una temperatura inferior a la de su punto de

fusión. Este procedimiento es mucho menos utilizado que el galvanizado, sin

embargo genera propiedades útiles como dureza y resistencia al desgaste del

revestimiento.

Las superficies de acero limpias son

recubiertas con una pintura que contiene una cantidad

suficiente de zinc para volver conductor eléctrico el

recubrimiento. Estas pinturas confieren protección

catódica siempre que el contenido de cinc metálico sea

alto (80% - 95% en peso), de modo que sea posible

establecer contacto eléctrico entre las partículas

dispersas en la matriz de la película de revestimiento,

entre ellas y la superficie de la pieza o estructura de

acero.

Pinturas con pigmentos

ricos en zinc

Las aleaciones convencionales de zinc poseen

baja resistencia a fluencia. Se han desarrollado aleaciones

de zinc-cobre-titanio que poseen mejor comportamiento a

la fluencia, permitiendo su uso en aplicaciones

estructurales de mediano desempeño.

Las principales aplicaciones de las aleaciones

dúctiles de zinc son baterías secas, placas fotográficas,

placas litográficas, y de construcciones civiles ( canaletas,

tajados, etc.)

Aleaciones dúctiles de zinc

Existen varias aleaciones a base de zinc que

admiten conformabilidad, soldabilidad y poseen

resistencia a la corrosión, se componen de pequeñas

porciones de aleantes, como plomo (0.1 - 0.5%) cadmio

(0.5 - 0.45%) cobre (0.85 - 1.25%) y magnesio (0.006 -

0,016%) con presencia en bajas concentraciones de

impurezas tales como hierro, estaño y aluminio.

Aleaciones de zinc para

fundición a presión

Las aleaciones de cinc industrialmente usadas para coladas bajo

presión son llamadas “zamac”. Son aleaciones de cinc con aluminio, cobre y

magnesio. De todas las aleaciones no ferrosas para colar a presión, las

aleaciones de zinc son las que poseen mejor área de aplicación, debido a sus

particulares propiedades físicas, mecánicas y de fundido, además tiene una

gran capacidad para ser revestidas mediante electrodeposición o con

pinturas.

La alpaca, plata alemana o metal blancoes una aleación ternaria compuesta por zinc (8 a 45 por ciento), cobre

(45 a 70 por ciento) y níquel (8 a 20 por ciento), con un color y brillo parecido al

de la plata. Las aleaciones que contienen más de un 60% de cobre son monofásicas

y se caracterizan por su ductilidad y por la facilidad para ser trabajadas a

temperatura ambiente, la adición de níquel confiere una buena resistencia a los

medios corrosivos.

Entre las aplicaciones se encuentran la fabricación de vajillas de mesa,

bombillas (sorbete) para mate, cremalleras, objetos de bisutería, llaves de los

instrumentos musicales (ej. oboe), diales de los aparatos de radio, monedas,

instrumentos quirúrgicos y dentales y reóstatos.

El latón, es una aleación de cobre y zinc que se realiza en crisoles o

en un horno de reverbero o de cubilote. Las proporciones de Cobre y Zinc se

pueden variar para crear un rango de latones con propiedades variables. En los

latones industriales el porcentaje de Zn se mantiene siempre inferior al 50%. Su

composición influye en las características mecánicas, la fusibilidad y la

capacidad de conformación por fundición, forja, estampación y mecanizado.

En frío, los lingotes obtenidos pueden transformarse en láminas de

diferentes espesores, varillas o cortarse en tiras susceptibles de estirarse para

fabricar alambres. Su densidad también depende de su composición. En

general, la densidad del latón ronda entre 8,4g / cm3 y 8,7g / cm3

Latón

_Fabricación de muchos instrumentos musicales de aliento,

lengüetas sonoras para armonios, acordeones y registros de

lengüetería para órganos musicales.

_Por su acción antimicrobiana, se usa en los pomos de las

puertas en los hospitales, que se desinfectan solos a

diferencia de los metálicos.

_Como no produce chispas por impacto mecánico, se utiliza

en la fabricación de envases para la manipulación de

compuestos inflamables.

_Fabricación de válvulas para uso industrial.

Aplicaciones

_En joyería conocida como bisutería, y elementos decorativos,

_En armamento, calderería, soldadura, fabricación de

alambres, tubos de condensador, terminales eléctricas,

elaboración de dinero moneda.

_Como no es atacado por el agua salada, se usa en las

construcciones de barcos, equipos pesqueros y marinos,

hélices de barco por su resistencia a la cavitación.

GRACIAS