Reactivo
13. DESPUÉS DE ANALIZAR LA SIGUIENTE INFORMACIÓN CONTESTA LAS PREGUNTAS
13. La producción del
hierro.
Para la producción de hierro y acero son necesarios,
principalmente, cuatro materiales; mineral de hierro, coque, piedra caliza, aire. Los tres primeros se extraen de minas y son
transportados y preparados antes de que se introduzcan al sistema de reacción
en el que se producirá el arrabio. El arrabio es un hierro de baja calidad, porque tiene un alto
contenido carbón y de azufre. El contenido de estos elementos en los hierros
comerciales es menor.
El proceso
metalúrgico del hierro implica la reducción química de sus minerales, mediante
carbón (en forma de coque) en un alto horno. Los altos hornos tienen un
diámetro mayor a 8 m
y llegan a tener una altura superior de los 60m. Están revestidos de
refractario de alta calidad. Después de
preparar la caliza, el coque y el mineral de hierro se introducen por la parte
superior del horno. Para producir 1000 toneladas de arrabio, se necesitan 2000
toneladas de mineral de hierro, 800 toneladas de coque, 500 toneladas de piedra
caliza y 4000 toneladas de aire caliente. Con la inyección de aire caliente a 550°C, se reduce el consumo
de coque en un 70%.
El oxígeno gaseoso reacciona con el carbón de coque para formar
principalmente monóxido de carbono y algo de dióxido de carbono. Estas
reacciones son muy exotérmicas y, a medida que se elevan los gases calientes CO
y CO2, reaccionan con los óxidos de hierro en diferentes zonas de
temperatura. Conforme transcurre el tiempo y el mineral desciende hacia la parte
inferior del horno, la mayor parte ya ha sido reducida a hierro.
DE ACUERDO A LA LECTURA CONTESTA LAS PREGUNTAS
13.1 ¿Cuál es la
función del coque en el proceso? ____________________________________
13.2 ¿Cuál es la
función de la piedra caliza?_______
13.3 Cuál es la
hipótesis detrás de la decisión de calentar el aire
introducido?__________________
13.4 Escribe las fórmulas de los
reactivos iniciales ___________________
13.5 ¿Qué diferencia hay entre el arrabio y el
hierro comercial?___________________
14. LECTURA: REDUCCIÓN
ELECTROLÍTICA DEL ALUMINIO (Mcmurray
Fay, 2003)
El aluminio es el tercer elemento
más abundante en la corteza terrestre, pero no fue obtenido en grandes
cantidades y a un bajo costo hasta finales del siglo XIX. Su extracción es sumamente
difícil. Industrialmente se obtiene de la bauxita, mineral que contiene el
aluminio en forma de óxido de aluminio hidratado, como el Al2O3.3H2O,
el mineral está acompañado de impurezas de sílice, hierro y óxido de titanio.
Una vez preparado el óxido de
aluminio anhidro Al2O3, se obtiene el aluminio por electrólisis, la
celda electrolítica es un recipiente de paredes de hierro recubiertas de carbono,
que funcionan como el cátodo (-) y como ánodo (+). En el cátodo cada ión Al+3 gana 3 electrones para formar el aluminio
metálico.
Mientras que en el ánodo los
iones O-2 ceden cada uno dos electrones para formar oxígeno
molecular.
La reacción global que se lleva
acabo es la siguiente:
Al2O3 Al +
O2
El oxígeno formado reacciona con
los ánodos de C, para formar CO y CO2
El aluminio obtenido se encuentra
en estado líquido, ya que su temperatura de fusión es de 660 oC y la
celda se encuentra a una temperatura
mayor de 1000 oC, depositándose en el fondo de la celda de donde es
sacado periódicamente.
REACTIVO
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PREGUNTA
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RESPUESTA
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14.1
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¿De qué mineral se extrae
industrialmente el Aluminio, menciona
su nombre y escribe su fórmula?
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14.2
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De acuerdo a la lectura, en la reducción electrolítica ¿en cual de los
electrodos se deposita el aluminio libre?
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14.3
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Balancea la reacción que se efectúa en la
reducción de aluminio
Al2O3 Al +
O2
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14.4
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¿Qué elemento se oxida en la reducción electrolítica del aluminio?
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14.5
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Escribe la reacción en la que se producen
los óxidos de carbono
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1.
A partir de la siguiente información contesta las preguntas a continuación.
En la antigüedad, para obtener fierro, se introducían en un horno de piedra como el
que se muestra en la figura, una mezcla
formada de mineral muy rico en óxido de
fierro III y carbón de leña. Mediante un
sistema de fuelles se soplaba aire hacia la base del horno, el oxígeno del aire produce la combustión del
carbón de la leña, dando lugar a la formación de abundante monóxido de carbono,
el monóxido de carbono reduce el mineral de hierro hasta la formación de hierro
metálico, los hornos antiguos de piedra alcanzaban temperaturas de alrededor de
1200 °C, el punto de fusión del hierro es de 1537°C.
Dentro del
hierro obtenido se acumulaban impurezas en forma de escoria liquida que era
eliminada a martillazos. El hierro martillado se mezclaba de nuevo con
carbón de leña y la mezcla se volvía a fundir en el horno, produciéndose el acero.
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1.1. ¿Para que
se introducía carbón de leña en el
horno, además del mineral de hierro? ___________________
1.2 Este
procedimiento para obtener hierro está basado en:
A) un modelo teórico
B) una ley de la naturaleza
C) una regularidad observada
D) una teoría creada por los científicos
1.3 Marca el proceso explicativo dentro de la
información
A) el punto de fusión del hierro es de 1537
o C
B) un horno alcanzaba 1200o C
C) en el hierro había escoria líquida
D) el monóxido de carbono reduce al mineral
1. 4. Marca el cambio químico
A) soplar aire
B)
martillar fierro
C)
mezclar hierro con carbón
D) calentar carbón y óxido de fierro
1.5 ¿ A qué temperatura aproximada supones que
se funde la escoria?
A) más de 15000 C
B) más de 12000 C
C) menos de 1200 0 C
D) entre 12000 C y 1500 0 C