GLI ELEMENTI CHIMICI
In natura esistono 92 elementi chimici naturali.
Nella tavola periodica sono riportati tutti gli elementi chimici: naturali e non naturali ( UNA DECINA)
COMBINANDOSI TRA LORO IN VARIO MODO, SECONDE LE LEGGI STUDIATE DALLA CHIMICA,
FORMANO TUTTE LE SOSTANZE CHE CI CIRCONDANO.
POSSIAMO PENSARLI COM LE LETTERE DI UN ALFABETO:
DALLA LORO COMBINAZIONE SI FORMANO TUTTE LE SOSTANZE CHE CI CIRCONDANO
ELEMENTO CHIMICO
SOSTANZA
C
Carbonio
CO2
Anidride carbonica
O
ossigeno
H2 O
Acqua
H
Idrogeno
CH4
Metano
C6H12O6
Glucosio
CLASSIFICAZIONE DEGLI ELEMENTI CHIMICI
Gli elementi chimici si dividono in tre grandi gruppi:
1)
METALLI
sono il 75 % di tutti gli elementi presenti in natura
* Buoni conduttori calore ed elettricità
* Tutti solidi a temperatura ambiente (solo Hg è liquido sino a - 39°C)
* Colore grigiastro ( Au giallo e Cu rosso) e lucentezza
* Alto peso specifico ( peso specifico= peso : volume)
* Fondono ( lo Sn a 232 ° C - il W a 3370 ° C)
* Duttili ( ridursi in fili) e malleabili ( ridursi in lamine)
2)
NON METALLI sono in tutto 17
( IDROGENO, AZOTO, OSSIGENO, CARBONIO, FOSFORO, FLUORO, ZOLFO, CLORO, SELENIO, IODIO, BROMO, ASTATO, ELIO, NEON…)
* Presentano un aspetto opaco e sono cattivi conduttori di elettricità e di calore: sono isolanti
* A temperatura e pressione ambiente esistono in tutti gli stati di aggregazione della materia: possono essere allo stato gassoso
* Sono fragili e hanno solitamente bassi punti di fusione.
3)
SEMIMETALLI sono 7
( BORO, SILICIO, GERMANO, ARSENICO, POLONIO, TELLURIO, ANTIMONIO)
* Solidi, rilucenti, fragili
* Sono semiconduttori
I METALLI
SI TROVANO RARAMENTE ALLO STATO PURO.
VENGONO RICAVATI DAI LORO MINERALI, ROCCE CHE CONTENGONO UN’ALTA PERCENTUALE DI METALLO.
ESEMPI DI ROCCE METALLIFERE
dalla roccia EMATITE
FERRO
BAUXITE
CALCOPIRITE
METALLURGIA
=
SIDERURGIA
=
LEGA
=
ALLUMINIO
RAME
INSIEME DEI METODI PER ESTRARRE UN METALLO DAI SUOI MINERALI. IN GENERE SI PROCEDE ALLA FUSIONE
E’ LA METALLURGIA DEL FERRO
METALLO FRMATO DALL’UNIONE UN METALLO E UN ALTRO O ALTRI ELEMENTI CHIMICI METALLICI O NON METALLICI
FE + C
GHISA ACCIAIO
FE + C + ( CR , Mn, NI.., )
ACCIAI SPECIALI
CU + SN
BRONZO
Cu + Zn
OTTONE
CLASSIFICAZIONE DEI METALLI
IN BASE ALLA TEMPERATURA DI FUSIONE
Basso fondenti
Hg - Sn - Pb
fino a 400° C
Medio fondenti
Cu - Au - Ag
fino a 1100° C
Alto fondenti
Fe - Pt - Ni
fino a 1800° C
Refrattari
IN BASE AL PESO SPECIFICO
W - Mo
Leggeri AL
1,7
Mg
Pesanti
7,8
Ag 10,4
Fe
Pesantissimi U
Di uso comune 16 metalli
fino a 3370 ° C
18,7
2,7
Ti
4,8
Pb 11,3
Au 19,2
Ir 22,5
Leggeri
AL
Mg
Ti
Ferrosi
Fe
Co
Ni
Cr
Anticorrosione Cu
Sn
Zn
Pb
Nobili e preziosi Au
Ag
Pt
Mn
FERRO
Puro non si sa quasi mai
ha caratteristiche meccaniche scadenti,
Si utilizzano le sue due leghe:
ACCIAIO
Fe +
C
DALLO 0,05
ACCIAIO
e GHISA
AL 1,7 %
SOPPORTA BENE GLI URTI ( è resiliente)
RESISTE BENE ALLA FLESSIONE COMPRESSIONE TRAZIONE
L’ACCIAIO COMUNE ARRUGINISCE
FUSIBILITA’ NON BUONA
MODELLATO PREVALENTEMENTE PER DEFORMAZIONE PLASTICA
GHISA
Fe +
C
DAL
2
AL 4%
E’ PIU’ FRAGILE,
MENO RESISTENZE ALLA FLESSIONE E TRAZIONE
PIU’ DURA E PIU’ RESISTENTE ALL’ABRASIONE
PIU’ RESISTENTE ALLA CORROSIONE
NON ARRUGINISCE,
OTTIMO CONDUTTORE DI CALORE
PESO SPECIFICO PIU’ BASSO
TEMPERATURA DI FUSIONE PIU’ BASSA
OTTIMA FUSIBILITA’
MODELLATA SOPRATTUTO PER FUSIONE
OGGETTI IN ACCIAIO
INDUSTRIA PETROLIFERA DI ESTRAZIONE
GASDOTTI - OLEODOTTI
AUTOMBILI - TRASPORTI IN GENERE
TUBATURE INDUSTRIE CHIMICHE
EDILIZIA
MACCHINARI DI VARIO GENERE
OGGETTI IN GHISA
CONTENITORI ALIMENTARI
APPARECCHI E STRUMENTI MEDICALI
PANCHINE FONTANELLE TOMBINI
TEIERE
TERMOSIFONI STUFE PIASTRE DI COTTURA
GIUNZIONI PER TUBI
POMPE IDRAULICHE
PRODUZIONE GHISA E ACCIAIO
A) ALTOFORNO = In questo impianto avviene la fusione del ferro e la separazione delle scorie non
ferrose e si ottiene la GHISA
B) ACCIAIERIA = In questo impianto si converte la ghisa in acciaio, si ottengono i semilavorati
BILLETTE SEZIONE QUADRATA 5 - 12 CM
BRAMME 1,5m X17 -20 cm X 11 m
BLUMI sezione quadrata 30 - 40 cm
C) LAMINATOIO = In questo impianto i semilavorati ottenuti nell’acciaieria sono trasformati LAMINAZIONE in:
NASTRI DI ACCIAIO - TUBI - PROFILATI DI VARIO PROFILO
ALTOFORNO
A) ALTOFORNO
In questo impianto si produce la GHISA.
Un altoforno produce da 2.000 a 3500
tonnellate al giorno.
Dall’alto entrano:
1)
MINERALI FERROSI E ROTTAMI FERROSI
2)
COKE
3) FONDENTI: minerali che facilitano la
fusione la separazione delle scorie non
ferrose.
Sono minerali: CaO - SiO2
Una parte della GHISA viene versata in stampi e lasciata
raffreddare
Si ottengono i lingotti di GHISA destinati alla produzione di pezzi
PER FUSIONE. ( tombini, panchine, caloriferi, griglia cottura,…)
ACCIAIERIA
LAMINATOI
, O UN TUBO
ALTRE LAVORAZIONI
STAMPAGGIO DI LAMIERE
FUCINATURA
FUSIONE per prodotti in ghisa
LAVORAZIONI CON LE MACCHINE UTENSILI
I pezzi ottenuti per FUCINATURA, STAMPAGGIO, FUSIONE vanno rifiniti per eliminare imperfezioni, per lucidarli…
Le macchine utensili che eliminano trucioli di metallo dal pezzo, effettuano le seguenti lavorazioni:
TORNITURA
MOLATURA
FRESATURA
ALESATURA
FORATURA
PIALLATURA
RAME
CARATTERISTICHE
Ps = 8,93
Temperatura fusione = 1083 °C
OTTIMA RESISTENZA ALLA CORROSIONE ( grondaie…)
OTTIMO CONDUTTORE DI CALORE
OTTIMO CONDUTTORE DI ELETTRICITA’ ( fili elettrici )
I FILI DI RAME possono essere prodotti con diametro da 0,04 mm a 0,85 mm
DISCRETA RESISTENZA MECANICA
LEGHE DEL RAME:
BRONZO ( Cu + Sn)
OTTONE ( Cu + Zn)
ALLUMINIO
Leggerezza ( Ps 1/3 del ferro)
Allo stato puro è tenero e duttile,
Ottima resistenza meccanica quando è in lega con altri elementi chimici
Basta un solo esempio: l'ossido di alluminio (Al2O3) o corindone
(i cristalli trasparenti della migliore qualità sono più conosciuti
come zaffiri e rubini), è la sostanza naturale più dura dopo il
diamante
DOPOIL FERRO E’ IL METALLO PIU’ IMPORTANTE
Alcuni dei molti campi in cui viene usato l'alluminio sono:
• Trasporti (in quasi ogni tipo di mezzo di trasporto)
• Imballaggio (lattine, pellicola d'alluminio, ecc.)
• Costruzioni (finestre, porte, strutture per facciate continue)
• Beni di consumo durevoli (elettrodomestici, attrezzi da cucina,
ecc.)
• Linee elettriche[5]
• Macchinari.
• Ottiche, quali cannocchiali e binocoli portatili.
Le principali leghe sono: con il MAGNESIO, CON IL SILICIO,
con il RAME, con il NICHEL
Resistenza alla corrosione
Ottimo conduttore di calore ed elettricità ( I cavi che trasportano la corrente elettrica sono di alluminio )
Facilmente fusibile e riciclabile
