Pirometalurgia

Ejercicio 1:
Ordenamiento de algunos elementos de acuerdo a su afinidad con el Oxigeno, Azufre, Cloro y Bromo; considerar una mol de: ox’geno, azufre, cloro y bromo.

Introducci—n.
La afinidad es una tendencia de los metales a reaccionar con otros elementos y describe adem‡s la diferencia entre las uniones qu’micas en la formaci—n de los compuestos. En metalurgia existen varios criterios denobleza de nobleza de los metales y por consecuencia su afinidad por el oxigeno u otros elementos como S, Cl2, Br2, etc. Algunos emplean como criterio de afinidad el efecto calor’fico ¨+ž GH una reacci—n de formaci—n.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Reacci—n 1 2Cu + O2 2 1 Cu + O2 2 3 2Cr + O2 2 Cr + O2 3 Cr + O2 2 1 Mn + O2 2 3Mn + 2O2 3 2 Mn + O2 2 Mn + O2 2 Mn + O2

Afinidad por elOxigeno
Cu2 O
CuO

ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ

o DH 298 K

(Kcal mol )
- 80 .0 - 74 .2 - 180 .0 - 139 .2 - 92 .33 - 184 .0 - 165 .7 - 152 .47 - 124 .3 - 174 .1

= = = = = = = = = =

- 40 .0 ´ 2 - 37 .1 ´ 2

Cr2 O3 CrO2 CrO3
MnO

- 270.0 ´

2 3

- 139 .2 ´ 1

- 138.5 ´
- 92 ´ 2

2 3

Mn3 O4 Mn2 O3 MnO2 Mn2 O2

1 2 2 - 228.7 ´ 3
- 124 .3 ´ 1 - 174 .1 ´ 1

- 331.4 ´

111. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31.

3 2 Au + O2 2 Sn + O2 1 C + O2 2 C + O2 1 Si + O2 2 Si + O2 3 2 Al + O2 2 3 2 Sb + O2 2 Sb + O2 5 2 Sb + O2 2 3 2 Bi + O2 2 1 2 Ag + O2 2 1 Co + O2 2 3Co + 2O2 1 Ni + O2 2 1 Fe + O2 2 3Fe + 2O2 3 2 Fe + O2 2 1 Zn + O2 2 4 P + 3O2 5 2 P + O2 2

ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ

Au 2 O3 SnO2
CO

= == = = = = = = = = = = = = = = = = = =

- 0.8 ´

2 3

- 0 .53 - 138 .8 - 52 .84 - 94 .05 - 47 .0 - 217 .6 - 267 .27 - 112 .9 - 108 .45 - 96 .32 - 90 .93 - 14 .6 - 114 .2 - 108 .15 - 115 .0 - 126 .4 - 133 .45 - 130 .87 - 167 .6 - 126 .95 - 142 .64

- 138 .8 ´ 1 - 26 .42 ´ 2 - 94 .05 ´ 1 - 23 .5 ´ 2 - 217 .6 ´ 1

CO2
SiO

SiO2 Al 2 O3 Sb2 O3 SbO2 Sb2 O5 Bi 2 O3 Ag 2 O
CoO

2 3 2 -169.35 ´ 3
- 108 .45 ´ 1

- 400.9 ´

- 240.8 ´

2 5 2 - 136.4 ´ 3
- 7 .3 ´ 2 - 57 .1 ´ 2

Co3 O4
NiO FeO

- 216.3 ´

1 2

- 57 .5 ´ 2 - 63 .2 ´ 2

Fe3 O4 Fe2 O3
ZnO

- 266.9 ´

1 2 2 - 196.3 ´ 3
- 83 .8 ´ 2

P4 O6 P2 O5

- 380.86 ´

1 3 2 - 356.6 ´ 5

2

32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39.

1 Mg + O2 2 Pt + O2 1 Pd + O2 2 3 2 Rh + O2 2 Rh + O2 1 2Cs + O2 2 3 2Cs + O22 Cs + O2

ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ

MgO PtO2
PdO

= = = = = = = =

- 293 .2 ´ 2 40 .3 ´ 1 - 26 .9 ´ 2

- 586 .4 - 40 .3 - 53 .8 - 61 .0 - 46 .8 - 151 .8 - 90 .0 - 76 .0

Rh2 O3 RhO2 Cs 2 O Cs 2 O3 CsO2

- 91.5 ´

2 3

- 46 .8 ´ 1 - 75 .9 ´ 2

- 135.0 ´

2 3

- 76 .0 ´ 1

Del criterio anterior de afinidad de los elementos dados con el Oxigeno, se ordenan los compuestos dados demenor a mayor afinidad: Au 2 O3 , Ag 2 O , PtO2 , RhO2 , SiO , CO , PdO , Rh2 O3 , CuO , CsO2 , Cu2 O , Cs 2 O3 , Bi 2 O3 , CrO3 , CO2 , Sb2 O5 , Co3 O4 , SbO2 , Sb2 O3 , CoO , NiO , MnO2 , FeO , P4 O6 , Fe2 O3 , Fe3 O4 , SnO2 , CrO2 , P2 O5 , Cs 2 O , Mn2 O3 , Mn3 O4 , ZnO , Mn 2 O2 , Cr2 O3 , MnO , SiO2 , Al 2 O3 MgO .

Reacci—n 1. 2. 3. 4. 5.
2 Bi + 3 S 2 Al + 3 S 2Cu + S Cu + S Sn + SAfinidad por el Azufre
Bi 2 S 3 Al 2 S 3 Cu 2 S
CuS SnS

ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ

o DH 298 K

(Kcal mol )
- 16 .07 - 57 .63 - 19 .0 - 12 .5 - 25 .9

= = = = =

1 3 1 - 172.9 ´ 3
- 19 .0 ´ 1 - 12 .5 ´ 1 - 25 .9 ´ 1

- 48.2 ´

3

6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26.

3 Sn + 4 S 2 Sn + 3 S Sn + 2 S 2 As + 3 S As + S 2 Sb + 3 S Zn + S Fe + S Fe + 2 S 4P + 3S P+S 4 P + 5S 2 P + 5S Co + 0 .89 S Co + 1 .33 S Co + 2 S Pb + S Si + S Si + 2 S 3 Ni + 2 S Ni + 0 .84 S

ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ ĺ

Sn3 S 4 Sn2 S 3 SnS 2 As2 S 3
AsS

= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =

1 4 1 - 63.0 ´ 3 1 - 36.7 ´ 2 1 - 40.0 ´ 3
- 17 .0 ´ 1

- 88.5 ´

- 22 .12 - 21 .0 - 18 .35 - 13 .33 - 17 .0 - 16 .33 - 49 .05 - 24 .0 - 20 .5 - 17...