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Hidrometalurgia: Fundamentos y Procesos Clave

La hidrometalurgia es una rama de la metalurgia extractiva que utiliza soluciones acuosas para la recuperación de metales a partir de minerales. A continuación, se detallan algunos de sus procesos fundamentales.

Aspectos Generales de la Hidrometalurgia

• Ch1: Introducción a los principios hidrometalúrgicos.
• Ch2: Métodos de separación y purificación.
• Ch3: Aplicaciones industriales y desafíos.

Lixiviación (LX)

La lixiviación es el proceso de disolución de metales valiosos de un mineral mediante un agente lixiviante.

Etapas de la Lixiviación y Extracción por Solvente (SX)

• Lixiviación (LX): Disolución del metal.
• Extracción por Solvente (SX):
  • Extracción
  • Reextracción
• Recuperación del Metal:
  • Electrodeposición
  • Cementación

Tipos

Partículas Subatómicas Fundamentales

La materia está compuesta por átomos, los cuales a su vez contienen partículas subatómicas esenciales:

• Protón: Posee una carga eléctrica positiva elemental (+1.602 x 10^-19 C) y su masa es de aproximadamente 1.6724 x 10^-27 kg. Esta masa es unas 1840 veces mayor que la del electrón.
• Electrón: Tiene carga eléctrica negativa de igual magnitud que la del protón (-1.602 x 10^-19 C). Su masa es significativamente menor, alrededor de 9.109 x 10^-31 kg (aproximadamente 0.000548 unidades de masa atómica, uma).
• Neutrón: No posee carga eléctrica neta (neutra). Su masa es de 1.675 x 10^-27 kg, prácticamente idéntica a la masa del protón.

Concepto de Mol

El mol es una unidad fundamental en química que proporciona... Continuar leyendo "Conceptos Clave de Química: Partículas, Moles, Orbitales y Enlaces" »

Concentraciones en Soluciones Químicas

Fórmulas Clave

• Fracción Molar (Xa): Xa = n_soluto / (n_soluto + n_solvente)
• Moles (n): n = masa / Masa Molar (MM)
• Densidad: Densidad = masa / Volumen
• Solución: Soluto + Solvente
• Molaridad (M): M = moles soluto / Litros solución
• Molalidad (m): m = moles soluto / kg solvente
• Porcentaje masa/masa (% m/m): % m/m = (masa soluto / masa solución) x 100
• Porcentaje masa/volumen (% m/v): % m/v = (gramos soluto / mL solución) x 100
• Porcentaje volumen/volumen (% v/v): % v/v = (mL soluto / mL solución) x 100

Gases

• 1 atm = 760 mmHg = 760 Torr
• A mayor presión, menor volumen.
• Ley de Boyle: P₁V₁ = P₂V₂
• Ley de Charles: V₁ / T₁ = V₂ / T₂
• Temperatura en Kelvin: K = °C + 273.15
• Ley de Avogadro: V₁ / n₁ = V₂ / n₂ (n = número de moles)

Conceptos Clave en Química Bioinorgánica

1. Hemoglobina (Hb): Entorno del Ion Hierro y Geometría de Coordinación

El ion Hierro (Fe) en la hemoglobina se encuentra en un ambiente *cuadrado plano* enlazado a cuatro átomos de nitrógeno (N) del grupo hemo. Su coordinación se completa de la siguiente manera:

• Quinta posición: Enlazado a un N proveniente de la histidina (perpendicular al plano).
• Sexta posición: Enlazado al O₂ (en el estado oxigenado).

La geometría del centro metálico varía según su estado:

• Cuando está oxigenado (HbO₂), la geometría es un octaedro.
• Cuando está desoxigenado (Hb), la geometría es bipiramidal de base cuadrada.

2. Papel del Magnesio (Mg) y Consecuencias de la Competencia con Calcio (Ca)

El magnesio es un metal... Continuar leyendo "Química Bioinorgánica: Estructura y Función de Metaloproteínas Esenciales (Hb, Hc, Pc)" »

Materias Primas y Procesos de Obtención de Hierro y Acero

Arrabio

Material obtenido a partir de mineral de hierro, coque y caliza. Es frágil, duro y difícil de mecanizar, careciendo de ductilidad.

Coque

Combustible con alto contenido de carbono que posee elevada resistencia mecánica. Es producido a partir de carbón bituminoso.

Caliza

Sustancia fundente que se combina con la sílice para formar silicato de calcio, facilitando la eliminación de impurezas en el proceso siderúrgico.

Proceso LD (Linz-Donawitz)

Consiste en la inyección vertical de oxígeno puro a alta presión sobre el arrabio fundido para refinarlo y convertirlo en acero.

Hierro Esponja

Se caracteriza por su fácil manejo y transporte, así como por su composición química uniforme.... Continuar leyendo "Metalurgia del Hierro y Acero: Procesos, Fases y Propiedades Clave" »

B. Biomoléculas: Componentes Esenciales de la Vida

Moléculas Inorgánicas

• Agua (H₂O)
• Oxígeno (O₂)
• Monóxido de Carbono (CO)

Moléculas Orgánicas (Macromoléculas)

• Proteínas
• Ácidos Nucleicos
• Carbohidratos (Hidratos de Carbono)
• Lípidos

Estructura y Función de las Macromoléculas Biológicas

Polisacáridos:

Polímeros con función estructural (ej. celulosa) o de almacenamiento de energía (ej. glucógeno).

Ácidos Nucleicos:

Polímeros de 4 nucleótidos con función en el almacenamiento, transmisión y expresión de la información genética.

Proteínas:

Combinación de 20 aminoácidos. Poseen diversas funciones: catalítica, estructural, transporte, hormonal, inmunológica (anticuerpos) y receptora.

Lípidos:

No polimerizan, sino que se asocian. Cumplen

Velocidad de Reacción

M/S

Energía de Activación

Ea=kj/mol

Equilibrio Químico

∆n = Σproductos - Σreactivos

Equilibrio Iónico

pKb = -log(Kb)

Redox

I-A Li, Na, K, Rb, Cs, Fr (+1)   II-A Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra (+2)   Peróxidos O (-1)

Termoquímica

w = -PΔV

ΔH = ΔE - W     q = m * ce * ΔT

P * V = n * R * T     R = 0.082 atm*L/mol*K

Reacciones de Óxido-Reducción (Redox)

Reacciones de óxido-reducción o redox: Son aquellas reacciones en las cuales los átomos experimentan cambios en el número de oxidación. En ellas hay transferencia de electrones y los procesos de oxidación y reducción se presentan simultáneamente; un átomo se oxida y otro se reduce.

Número de oxidación o estado de oxidación: es el número que se asigna a cada... Continuar leyendo "Principios Fundamentales de Química: Velocidad de Reacción, Equilibrio y Redox" »

Técnicas de Extracción y Detección: Un Análisis Detallado

Este documento explora diversas técnicas de extracción y detección, abordando sus aplicaciones y fundamentos. A continuación, se presentan los puntos clave:

Razones para la Extracción/Concentración

Existen varias razones para emplear la extracción y concentración:

1. Aumentar la sensibilidad, concentrando la muestra en un volumen menor.
2. Resolver respuestas no selectivas, separando el analito de los demás componentes.
3. Hacer que la muestra sea compatible con la herramienta de detección.

Técnica de Espacio Cabeza

Esta técnica se basa en la inyección con jeringas:

1. Calentamos las jeringas en un horno.
2. Tomamos una alícuota de la fase gaseosa del vial.
3. Inyectamos en el cromatógrafo.
4. Para

Propiedades Fundamentales de Gases Naturales y Fluidos de Yacimiento

Características Físicas de las Mezclas de Gases

Peso Molecular Aparente de una Mezcla de Gases

El peso molecular para una mezcla con $n$-componentes ($n_{comp}$) se denomina el peso molecular promedio molar o aparente de la mezcla y se determina mediante la siguiente relación:

Densidad Específica de un Gas (Densidad Relativa)

La densidad relativa de un gas, $\gamma_g$, es la relación de la densidad del gas a la densidad del aire seco, ambas medidas a la misma presión y temperatura. La densidad específica del gas se expresa en forma de ecuación como:

Moles y Fracción Mol

Una libra mol (lbm-mol) es una cantidad de materia con una masa en libras igual al peso molecular. La... Continuar leyendo "Propiedades Termodinámicas de Gases Naturales y Factores de Volumen de Formación en Yacimientos" »

Fundamentos de Espectrofotometría

La espectrofotometría es un método analítico que utiliza los efectos de la interacción de las radiaciones electromagnéticas con la materia (átomos y moléculas) para medir la absorción o la transmisión de luz por las sustancias. En bioquímica, se utiliza fundamentalmente para:

• Identificar compuestos por su espectro de absorción.
• Determinar la concentración de un compuesto en una disolución.
• Seguir el curso de reacciones químicas y enzimáticas.

Principios de Absorción de Luz

Las sustancias químicas son capaces de absorber luz (o radiaciones electromagnéticas) de determinadas longitudes de onda. Esto ocurre cuando la energía de la radiación es igual a la diferencia de energía entre los estados