Informe introduccion a la quimica de materiales modernos

INTRODUCCION A LA QUIMICA DE LOS MATERIALES MODERNOS

Autores: L. Méndez; L. Monterrosa; E. Pantoja
Carrera: Ingeniería Química Universidad Nacional de Colombia-Sede Medellín
lcmendeza@unal.edu.co ; lpmonterrosaa@unal.edu.co ;eepantojac@unal.edu.co
RESUMEN
Esta práctica consiste en la determinación e identificación de las diversas propiedades de diferentes materiales como: metales (Fe, Cu y Al), cerámica blanca (Al2O3.SiO2), vidrio (SiO2), polímero (poliestireno), grafito (C-C); para ello se tuvo en cuenta el tipo de enlace, tipo de estructura (cristalina o amorfa), dureza (escala de dureza de Friedrich Mohs), brillo ytransparencia, flexibilidad, conductividad eléctrica, resistencia al calor y propiedades magnéticas.
Además se llevó a cabo la obtención de un polímero (de color blanco, duro, maleable, quebradizo y cristalino) a partir de resina de urea 50%, formaldehído 40% y H2SO4 concentrado (15 gotas), este presenta propiedades aislantes eléctricas debido a su resistencia al arco.
Por último se realizó el cálculode la densidad en una pieza de cerámica seca, húmeda y calcinada, a partir de sus dimensiones y peso.

1.      INTRODUCCION
La necesidad de formar materiales que faciliten y permitan el mejoramiento y diseño de equipos en la industria, ha obligado al hombre a entender las escrituras moleculares de los materiales, para poder interactuar con ellas; logrando modificaciones que llevan suspropiedades a niveles diferentes que se acomoden o aproximen a cada necesidad.
La industria ha sido el foco principal para el estudio de las propiedades de los materiales, tales como lo es el punto de fusión, punto de ebullición, maleabilidad, conductividad y resistencia, etc.; con el fin de encontrar y generar un gran beneficio, tanto a nivel económico como a nivel de calidad en sus procesos. Para ellola industria se ve obligada a buscar el apoyo intelectual e investigativo en la academia, además de requerir personal apto y calificado que le sea de soporte para la industria. Es allí donde la enseñanza de la química de los materiales entra a intervenir, motivando e incursionando en las mentes de los estudiantes con teorías y prácticas que muestran las diferentes formas estructurales ypropiedades que tiene cada material.
Los sólidos pueden ser cristalinos y amorfos (no cristalinos). En un sólido cristalino los átomos iones o moléculas se encuentran ordenados en arreglos tridimensionales bien definidos (tienen por lo regular superficies planas, o caras, que forman ángulos definidos entre una y otra, tienen formas muy regulares).
Un sólido amorfo (del griego “sin forma”) es un sólidocuyas partículas no tienen una estructura ordenada (carecen de caras y formas bien definidas).
Las propiedades de los sólidos cristalinos (punto de fusión, ebullición y dureza) dependen tanto de los arreglos de partículas (átomos, iones o moléculas) como de las fuerzas de atracción entre ellas. (Ver Tabla # 1).


Tipo de solido | Forma de las partículas unitarias | Fuerza entre laspartículas | Propiedades | Ejemplos |
Molecular | Átomos y moléculas | Fuerzas de dispersión de London, fuerzas dipolo-dipolo, enlaces por puente de Hidrogeno | Bastante blando, punto de fusión que varía de bajo a moderadamente alto, baja conductividad térmica y eléctrica | Argón, Ar; metano, CH4; sacarosa, C12H22O11; hielo seco, CO2 |
Red Covalente | Átomos conectados en una red de enlaces covalentes| Enlaces covalentes | Muy duro, punto de fusión muy elevado, conductividad térmica y eléctrica variables | Diamante, C; Grafito, C; Cuarzo SiO2 |
Iónico | Iones positivos y negativos | Atracciones electrostáticas | Duro y quebradizo, punto de fusión elevado, baja conductividad térmica y eléctrica | Sales típicas; por ejemplo, NaCl,Ca(NO3)2 |
Metálico | Átomos | Enlaces metálicos | Varían...