GLI ELEMENTI CHIMICI

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1 In natura esistono 92 elementi chimici naturali. GLI ELEMENTI CHIMICI 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 H2O Acqua H Idrogeno CH4 Metano C6H12O6 Glucosio

2 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

3 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 ALLUMINIO CALCOPIRITE RAME METALLURGIA = INSIEME DEI METODI PER ESTRARRE UN METALLO DAI SUOI MINERALI. IN GENERE SI PROCEDE ALLA FUSIONE SIDERURGIA = E LA METALLURGIA DEL FERRO LEGA = METALLO FRMATO DALL UNIONE UN METALLO E UN ALTRO O ALTRI ELEMENTI CHIMICI METALLICI O NON METALLICI FE + C FE + C + ( CR, Mn, NI.., ) CU + SN Cu + Zn GHISA ACCIAIO ACCIAI SPECIALI BRONZO OTTONE

4 CLASSIFICAZIONE DEI METALLI Basso fondenti Hg - Sn - Pb fino a 400 C IN BASE ALLA TEMPERATURA DI FUSIONE Medio fondenti Cu - Au - Ag fino a 1100 C Alto fondenti Fe - Pt - Ni fino a 1800 C Refrattari W - Mo fino a 3370 C IN BASE AL PESO SPECIFICO Leggeri AL 1,7 Mg 2,7 Ti 4,8 Pesanti Fe 7,8 Ag 10,4 Pb 11,3 Pesantissimi U 18,7 Au 19,2 Ir 22,5 Di uso comune 16 metalli Leggeri AL Mg Ti Ferrosi Fe Co Ni Cr Mn Anticorrosione Cu Sn Zn Pb Nobili e preziosi Au Ag Pt

5 FERRO Puro non si sa quasi mai ha caratteristiche meccaniche scadenti, Si utilizzano le sue due leghe: ACCIAIO e GHISA ACCIAIO Fe + C DALLO 0,05 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 OTTIMO CONDUTTORE DI CALORE PESO SPECIFICO PIU BASSO NON ARRUGINISCE, TEMPERATURA DI FUSIONE PIU BASSA OTTIMA FUSIBILITA MODELLATA SOPRATTUTO PER FUSIONE

6 OGGETTI IN ACCIAIO INDUSTRIA PETROLIFERA DI ESTRAZIONE GASDOTTI - OLEODOTTI AUTOMBILI - TRASPORTI IN GENERE TUBATURE INDUSTRIE CHIMICHE EDILIZIA MACCHINARI DI VARIO GENERE CONTENITORI ALIMENTARI OGGETTI IN GHISA APPARECCHI E STRUMENTI MEDICALI PANCHINE FONTANELLE TOMBINI TEIERE TERMOSIFONI STUFE PIASTRE DI COTTURA GIUNZIONI PER TUBI POMPE IDRAULICHE

7 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 cm C) LAMINATOIO = In questo impianto i semilavorati ottenuti nell acciaieria sono trasformati LAMINAZIONE in: NASTRI DI ACCIAIO - TUBI - PROFILATI DI VARIO PROFILO

8 ALTOFORNO A) ALTOFORNO In questo impianto si produce la GHISA. Un altoforno produce da a 3500 tonnellate al giorno. 1) MINERALI FERROSI E ROTTAMI FERROSI Dall alto entrano: 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, )

9 ACCIAIERIA

10 , O UN TUBO LAMINATOI

11 ALTRE LAVORAZIONI STAMPAGGIO DI LAMIERE FUCINATURA FUSIONE per prodotti in ghisa

12 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 FRESATURA ALESATURA FORATURA PIALLATURA MOLATURA

13 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)

14 Leggerezza ( Ps 1/3 del ferro) Allo stato puro è tenero e duttile, ALLUMINIO 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

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