Cuprul se găseşte în natură foarte rar sub formă nativă. În minereurile de bază dincare se extrage, se găseşte sub formă de combinaŃii: sulfuri, oxizi şi carbonaŃi. Cele maiimportante sulfuri naturale sunt: calcopirita şi calcozina (fig. 2).2

Purificarea cuprului se făcea, la început,transformându-l într-o stare solubilă din care, princimentare cu fier, se elibera cuprul metalic. Mai târziu ,prin procedeul electrolizei s-a obŃinut cupru metalic, de opuritate avansată. Procedeul de obŃinere a cuprului prinelectroliză se întrebuinŃează şi astăzi.

Cuprul brut conŃine peste 70% Cu iar restulimpurităŃi. Pentru eliminarea impurităŃilor, care afectează unele proprietăŃi alemetalului (conductibilitatea şi plasticitatea), cuprul brut se supune rafinării. Prinrafinare, puritatea cuprului depăşeşte 99% şi este folosit la fabricarea Ńevilor, înindustria chimică. Rafinarea cuprului se poate realiza pe cale termică, la temperaturiînalte, şi prin electroliză. Cuprul obŃinut prin electroliză se foloseşte la fabricareatablelor, sârmelor şi Ńevilor.

Aliajele cuprului sunt:Bronzul (Cu +Sn)- deformabil, durabilAlama (Cu +Zn) - deformabilăNichelina (Cu +Ni) - turnată, utilizată pentru lipit

Câteva dintre utilizările cuprului şi aliajelor lui sunt:ConfecŃionarea de instalaŃiiConfecŃionarea de siteRealizarea statuilorConfecŃionarea radiatoarelor de maşini (fig. 23 a, b, c, d)

---

ü

ü

ü

ü

Fig. 22. Minereu de cupru -calcozina

Fig. 23. a) Circuite integrate din cupru; b) Monede din cupru ;c) Sculptur ; d) Vase de buc

şi alamăă bronz ătărie; e) Tuburi din cupru

a) b) c) d) e)

Aluminiu

2

Numele aluminiului vine de la cuvântul latinesc “alumen” dat unui compus alaluminiului, termen cunoscut încă din Antichitate. Compuşii aluminiului au fostutilizaŃi de timpuriu, deoarece olarii prelucrau argilele, combinaŃii ale aluminiului cusiliciul şi oxigenul. Aluminiul este cel mai răspândit metal din scoarŃa Pământului(7,5%), fiind al treilea dintre toate elementele chimice. Se găseşte în natură sub formăde compuşi, cum ar fi: silicaŃii de aluminiu, bauxita, criolitul topazul şi oxidul dealuminiu, care poate fi incolor (corindon) sau colorat diferit (safir şi rubin) (fig. 4 a,

EducaŃie tehnologică 13

Fig. 24. a) Bauxit ; b) Corindon; c) Safir; d)Rubinăa) b) c) d)

b, c, d). Aluminiul nu se poate obŃine în laborator. Industrial, se obŃine prin electolizatopiturii de oxid de aluminiu în amestec cu criolit (florură albă de aluminiu şi sodiu),care reduce temperatura de topire a oxidului de aluminiu. Procesele chimice dintimpul electrolizei sunt complexe şi duc la obŃinerea simultană a aluminiului la catodşi a oxigenului la anod. Se mai poate obŃine industrial din bauxită.

La mijlocul sec. XIX, în satul Baux din FranŃa s-a descoperit o rocăsfărmicioasă, de culoare galben închis, din care, după spălare, tratare chimică, filtrareşi încălzire s-a obŃinut un compus alb şi curat numit . Prin electroliză,alumina se transformă în aluminiu pur, numit de francezi “argintul de lut”. Aluminiulnu se utilizează în stare pură ci doar sub formă de aliaje.

Aliajele aluminiului sunt: - Duraluminiu - durificabil- Siluminiul - turnat

Duraluminiul este format prin alierea aluminiului cu Cu, Si, Mg şi Mn. Este de3 ori mai uşor decât oŃelul şi de aceea se foloseşte în aeronautică (fig. 25 a,b,c,d,e, f).

alumină

Fig. 25. a) Amenajări interioare din aluminiu ări ale duraluminiului; b) Utiliz ; c) Janta dinduraluminiu; d) Mobilier din aliaje de aluminiu; e) Monede din aluminiu; f) Barca din aluminiu

a) b) c)

d) e) f)

Plumbul se foloseşte, în special, pentru realizarea acumulatoarelor de energieelectrică (baterii). Pentru că are densitate mare şi nu este penetrat de razele gamma şiRoentgen, este folosit la confecŃionarea materialelor de protecŃie împotrivaradioactivităŃii (fig. , fig. ).26 27

14 EducaŃie tehnologică

Fig. 26. Clopotdin plumb

Fig. 27.Utilizareaplumbului în radiologie

Fig. 28.a) Minereu de zinc;b) Utilizări ale zincului

Zincul este un metal rezistent la coroziune de aceea este folosit în general pentruacoperirea unor piese metalice (table, sârme)(fig. 28 a, b).

Metalele nobile, aurul, argintul şi platina, se folosesc în special în industriaelectronică şi electrotehnică dar şi la confecŃionarea bijuteriilor (încă din cele mai vechitimpuri) (fig. a, b, c).29

Fig. 29 .a) Bijuterii; b) Circuite integrate; c) Obiecte din arginta) b) c)

ŞtiaŃi că...?

Aliajele pentru monedele britanice sunt rezistente la uzură. Moneda de o liră este făcută din aliaj de

nichel şi alamă (70% Cu, 24,5% Zn şi 5,5 % Ni); monedele de 50 pence, 20 pence, 10 pence şi 5 pence

sunt făcute din Cu şi Ni. Monedele de 2 pence şi 1 pence sun din bronz (97%cu, 2,5 % Zn şi 0,5 % staniu)

sau din oŃel placat cu cupru (versiunea nouă)

Majoritatea bijuteriilor din “aur curat” sunt făcute dintr-un aliaj ce conŃine o proporŃie standard de

aur şi alte metale pentru a-i mări duritatea. Evaluarea în carate (K) defineşte numărul de părŃi masice

de aur curat în 24 de părŃi de aliaj.

Reducerea greutăŃii unei aeronave este importantă deoarece astfel se economiseşte combustibil.

Elicopterul Eh101 de la începutul anilor a fost construit din aluminiu pentru că, încă nu deveniseră

disponibile aliajele uşoare de aluminiu şi litiu. Astăzi, aeronava cîntareşte cu 200 kg mai puŃin.

J

J

J

‘80

?

?

electroliza = aici, obŃinerea aluminiului prin descompunerea aluminiului cu ajutorulcurentului electric

forjare = procesul tehnologic de formare la cald a aliajelor din fier

DicŃionar

EducaŃie tehnologică 15

?

?

?

?

? f

rafinare = procesul tehnologic prin care se îndepărtează împurităŃile din unelesubstanŃe, pentru îmbunătăŃirea calităŃii

magnetit = minereu ce conŃine oxid de fier, fiind un magnet naturalaliaj = o combinaŃie de două sau mai multe metale (în general) sau a unui metal cu un

nemetalfonta şi oŃelul =aliaje ale fierului cu carbonulondanŃi = compuşi care grăbesc topirea fierului în furnale şi cuptoare

1. Care sunt primele metale folosite de oameni? JustificaŃi răspunsul.2. Cum se obŃin materialele metalice?3. ClasificaŃi materialele metalice.4. Ce este un furnal?5. DenumiŃi aliajele cuprului.6. EnumeraŃi cel puŃin cinci piese din fontă şi oŃel (organe de maşini), componente ale

unui autovehicul.

1.AlcătuiŃi o colecŃie de mostre din materiale metalice feroase şi neferoase2. RealizaŃi un referat cu tema: “Mineritul, preocupare străveche a românilor”

ColaboraŃi cu d-nii profesori de chimie, istorie şi geografieFaceŃi o vizită, în ora de EducaŃie tehnologică sau de dirigenŃie, la Muzeul de artăpopulară sau la Muzeul de istorie, de Mineralogie din localitateCăutaŃi informaŃii pe Internet şi faceŃi cunoscute site-urile

3. RealizaŃi un colaj cu tema “Minereuri metalifere” împărŃindu-vă grupele de metale şiresponsabilităŃile pe echipe.

4. FaceŃi o expoziŃie cu produsele voastre.

LucraŃi în echipe.

AtenŃie

?

?

?

Referatele, fişele de lucru, colajele, studiile de caz etc. puneŃi-le într-un dosar cu titlul

“Materiale şi tehnologii” completând mapa din clasa a VI-a. Aceste produse ale voastre

formează un portofoliu ce va fi evaluat periodic, la sfârşit de semestru, şi vă va folosi i la alte

materii (chimie, fizică, geografie )

ş

Activit Ńi practice -ă

Teme şi exerciŃii

16 EducaŃie tehnologică