¿Cuáles son las aleaciones y compuestos de cobre? ¿Qué es el latón y el bronce? Información sobre las aleaciones y compuestos de cobre y sus propiedades, usos.
Compuestos de cobre y aleaciones;
Cuando un metal se alea (o disuelve) con un segundo metal, a veces se obtiene una mejora en ciertas propiedades de los metales. Se ha llevado a cabo una gran cantidad de investigación y desarrollo para comprender las formas en que las propiedades específicamente deseadas pueden ser influenciadas y, por lo tanto, obtenidas mediante tratamientos de aleación específicos.
Latón y bronce.
Desde la antigüedad se sabía que algunas aleaciones de cobre tenían propiedades superiores, y estas propiedades fueron ampliamente explotadas; El arte de la metalurgia precedió a la ciencia de la metalurgia. Por ejemplo, el bronce (una aleación de estaño y cobre) se produjo en las minas del rey Salomón en la península del Sinaí. Sin embargo, desde aquellos primeros días, se ha llevado a cabo una investigación exhaustiva para obtener una comprensión útil de las propiedades de la aleación y cómo se pueden controlar.
Sin duda, uno de los grupos más importantes de aleaciones de cobre es el formado por la combinación de cobre con zinc; Esta aleación se conoce como latón. La composición del zinc en las aleaciones de latón es variable, y muchas de las propiedades del material varían en consecuencia, en algunos casos, con mejoras muy favorables. Uno de los cambios notables en las propiedades que acompaña a las crecientes adiciones de zinc al cobre es la transición gradual de los colores. El rosa salmón típico del cobre puro no oxidado cambia a un bronce rico (90% de cobre, 10% de zinc), a dorado (85% de cobre, 15% de zinc), seguido de amarillo (70% de cobre, 30% de zinc), hasta que finalmente se alcanza un amarillo rojizo (60% de cobre, 40% de zinc).
La adición de zinc al cobre da como resultado una aleación que se mecaniza fácilmente, mucho más resistente que el metal base y mucho más resistente a la corrosión que el cobre. Algunas aplicaciones típicas de latón incluyen accesorios de plomería y tuberías, y artículos decorativos como urnas de bronce y bases para lámparas. Sin embargo, la mayoría del latón en los Estados Unidos se usa en aplicaciones industriales.
Otra aleación bien conocida que emplea cobre como metal base es el bronce, que implica la adición de estaño. Esta aleación era conocida por los antiguos; de hecho, el amanecer de la civilización moderna a menudo se llama la Edad de Bronce. Al igual que con el zinc en latón, el porcentaje exacto de estaño en bronce es variable, y varias propiedades resultantes acompañan a las diferentes composiciones. Se conocen muchos usos para el bronce, aunque la producción total de la aleación es pequeña en comparación con las aleaciones de latón.
Otras aleaciones
El cobre a menudo se alea con otros elementos para obtener propiedades específicamente deseadas. Entre estas propiedades se encuentra una mayor resistencia a la corrosión. Un ejemplo clásico de tal aleación es el metal Monel, que contiene 60% de cobre y 40% de níquel. El producto comercial es muy resistente a la corrosión, en algunos casos más que el acero inoxidable, y a pesar de su mayor costo, el metal Monel a menudo sustituye ventajosamente al acero inoxidable en aplicaciones que requieren resistencia extrema a la corrosión.
Se ha desarrollado una gran cantidad de aleaciones adicionales de cobre con diversos elementos para aplicaciones especiales. Estos incluyen aleaciones con arsénico, berilio, plata, silicio, aluminio, fósforo, plomo y manganeso. (Si también se consideran combinaciones ternarias de tres miembros o aún más complejas, el número de posibles aleaciones de cobre es asombrosamente grande). El sistema de aleación de cobre y berilio, por ejemplo, tiene propiedades interesantes y útiles. La aleación se usa con bastante frecuencia en resortes muy especiales, ya que la histéresis de los resortes hechos de este material, es decir, su retraso en respuesta al esfuerzo o liberación de fuerzas es extremadamente pequeño. Esta propiedad es muy importante en instrumentos eléctricos altamente sensibles como los galvanómetros.
El cobre también se usa como elemento de aleación en una amplia variedad de aplicaciones en las que es un componente menor de la aleación resultante. Una de estas aleaciones de importancia industrial implica la reacción del cobre precipitado de una solución sólida en una matriz de aluminio. La aleación, que también contiene pequeñas cantidades de magnesio y manganeso, se conoce como duraluminio. La importancia industrial y comercial del aluminio surgió cuando el metalúrgico alemán Alfred Wilm demostró en 1911 que el aluminio podría fortalecerse con este proceso. Antes de ese momento, los productos de aluminio forjado eran demasiado blandos para la mayoría de las aplicaciones industriales.
Compuestos químicos.
El cobre forma una gran cantidad de compuestos químicos. Los compuestos varían desde fungicidas e insecticidas hasta catalizadores en procesos de craqueo químico, y se utilizan en el refinado del cobre mismo. Sin embargo, el volumen de cobre utilizado en tales aplicaciones es muy pequeño en comparación con la producción del metal en sí, que representa el 1% del total.
Los siguientes son solo algunos de los compuestos de cobre más importantes.
Acetato de cobre: Cu (C2H3O2). H2O: se usa como fungicida, como catalizador en algunas reacciones orgánicas, como el envejecimiento del caucho, y como químico en el teñido de textiles. Arseniato de cobre: Cu3 (ASO4) 2. 4H2O: también se usa como insecticida, en el control de caracoles y como conservante de la madera. Los óxidos de cobre Cu2O y CuO se utilizan en la coloración del vidrio y, lo que es más importante, como catalizador en muchos procesos químicos. El sulfato de cobre o el vitriolo azul (CuSO4) se usa ampliamente en la agricultura, principalmente como pesticida y como un oligoelemento requerido en la alimentación de plantas y animales. El sulfuro de cobre, Cu2S, es una de las fuentes minerales más importantes de cobre, y recibe el nombre de calcocita. Esta lista de compuestos, aunque de ninguna manera completa, ilustra la variedad de usos que el hombre ha encontrado para el cobre.
