El actinio es un elemento químico radiactivo con el símbolo Ac (que no debe confundirse con la abreviatura de un grupo acetilo) y número atómico 89, que fue descubierto en 1899. Fue el primer elemento radiactivo no primordial que se aisló. El polonio, el radio y el radón se observaron antes que el actinio, pero no se aislaron hasta 1902. El actinio dio el nombre a la serie de actínidos, un grupo de 15 elementos similares entre el actinio y el lawrencio en la tabla periódica. El actinio forma un catión trivalente en el agua. Las sales de actinio son generalmente solubles, aunque no hay mucha información disponible debido a su naturaleza radiactiva.
El actinio, un metal radiactivo suave de color blanco plateado, reacciona rápidamente con el oxígeno y la humedad del aire formando una capa blanca de óxido de actinio que evita una mayor oxidación. Como ocurre con la mayoría de los lantánidos y muchos actínidos, el actinio asume un estado de oxidación +3 en casi todos sus compuestos químicos. El actinio se encuentra solo en trazas en los minerales de uranio y torio como el isótopo 227Ac, que se desintegra con una vida media de 21,772 años, emitiendo predominantemente partículas beta y, a veces, alfa, y 228Ac, que es beta activo con una vida media de 6,15 horas. .
La alcalinidad se define como cualquier compuesto con la capacidad de neutralizar la acidez. Aunque generalmente pensamos que la alcalinidad es el dióxido de carbono, el bicarbonato y las especies de carbonato, también incluye el borato de amoníaco e incluso el sulfato.
Aluminio o aluminio (en inglés norteamericano) es un elemento químico del grupo del boro con símbolo Al y número atómico 13. Es un metal dúctil, blando, no magnético, de color blanco plateado. El aluminio es el tercer elemento más abundante en la corteza terrestre (después del oxígeno y el silicio) y su metal más abundante.
El aluminio constituye aproximadamente el 8% de la corteza en masa, aunque es menos común en el manto de abajo. El aluminio metálico es tan químicamente reactivo que las muestras nativas son raras y se limitan a entornos de reducción extrema. En cambio, se encuentra combinado en más de 270 minerales diferentes. El principal mineral de aluminio es la bauxita.
A pesar de su prevalencia en el medio ambiente, ninguna forma de vida conocida utiliza las sales de aluminio de forma metabólica, pero el aluminio es bien tolerado por las plantas y los animales. Debido a su abundancia, el potencial para un papel biológico es de continuo interés y los estudios continúan. El aluminio es notable por su baja densidad y su capacidad para resistir la corrosión a través del fenómeno de pasivación. El aluminio es el más utilizado en papel de aluminio y platos para hornear de aluminio. Sin embargo, sus aleaciones son vitales para la industria aeroespacial e importantes en el transporte y las estructuras, como fachadas de edificios y marcos de ventanas. El aluminio es un conductor eléctrico relativamente bueno. Los óxidos y sulfatos son los compuestos más útiles del aluminio. Las sales de aluminio como el alumbre (sulfato de aluminio) se utilizan ampliamente como coagulantes en el tratamiento de agua potable.
El ácido fosfórico no está completamente ionizado, lo que permite utilizar algunas reacciones de intercambio iónico. Pueden eliminarse cantidades modestas de aluminio de soluciones relativamente concentradas y eliminarse eficazmente utilizando ácido sulfúrico.
El aluminio en el agua potable a menudo está presente como un sólido en suspensión en lugar de como un ión.
El aluminato es una fuente común de aluminio que se utiliza como coagulante en el tratamiento del agua.
El americio es un elemento artificial de la serie de los actínidos, pero tiene propiedades más similares a los lantánidos que a otros actínidos. Se transmuta de plutonio y uranio en reactores nucleares comerciales. El americio 241 se utiliza en detectores de humo y tiene una vida media mucho más prolongada (432 años). Aunque la valencia +3 es la más común, Americio también forma valencia +2 y +4 dependiendo de los efectos de la matriz y el potencial redox.
A concentraciones más altas, las aminas son líquidos moleculares y se pueden desionizar eficazmente mediante una combinación de resinas catiónicas en forma de hidrógeno como CG8-H y CG10-H seguidas de resinas aniónicas en forma de hidróxido (como SBG1-OH o SBG2-OH). Si las aminas son anhidras (sin agua), extraen agua de la resina. Esto complica las regeneraciones porque el proceso de rehumectación debe realizarse lentamente para evitar la rotura de las perlas.
El comportamiento de las aminas es similar al del amoníaco. A bajas concentraciones, las aminas se ionizan como cationes monovalentes y se eliminan mediante resinas de intercambio catiónico en forma de hidrógeno, tales como CG8-H y CG10-H. Debido a las altas velocidades de flujo y la naturaleza de las aminas que no están completamente ionizadas, la zona de trabajo de un lecho de intercambio iónico es bastante profunda y no siempre se obtiene la plena utilización de la capacidad de las resinas.
El comportamiento de las aminas es similar al del amoníaco. A bajas concentraciones, las aminas se ionizan como cationes monovalentes y se eliminan mediante resinas de intercambio catiónico como CG8 y CG10.
El gas amoniaco se difunde en las perlas de resina y luego se intercambia como ion amonio. Las resinas catiónicas en forma de hidrógeno tienen una capacidad muy alta de amoníaco cuando se regeneran con ácido.
El ión amonio se forma cuando el pH es menor de 9 (preferiblemente menor de 8). El amonio es un catión monovalente. Las resinas catiónicas como CG8 y CG10 tienen una selectividad modesta por el ión amonio en comparación con el sodio, pero una selectividad pobre en comparación con los iones de dureza como el calcio y el magnesio. El SIR-600 tiene una selectividad muy alta para el amonio pero una capacidad bastante baja y requiere una dosis de sal bastante grande (típicamente al menos 30 libras de NaCl por pie cúbico).
El antimonio es un elemento químico con símbolo Sb (del latín: stibium) y número atómico 51. Un metaloide gris brillante, se encuentra en la naturaleza principalmente como el mineral de sulfuro estibina (Sb2S3). Los compuestos de antimonio se conocen desde la antigüedad y se pulverizaban para su uso como medicina y cosmética, a menudo conocidos con el nombre árabe de kohl. También se conocía el antimonio metálico, pero se identificó erróneamente como plomo en el momento de su descubrimiento. En Occidente, fue aislado por primera vez por Vannoccio Biringuccio y descrito en 1540.
Durante algún tiempo, China ha sido el mayor productor de antimonio y sus compuestos, y la mayor parte de la producción proviene de la mina Xikuangshan en Hunan. Los métodos industriales para refinar el antimonio son el tostado y la reducción con carbono o la reducción directa de la estibina con hierro.
El antimonio puro es un metal suave y quebradizo. El antimonio forma compuestos similares a su elemento hermano, el arsénico, y se encuentra más comúnmente en su estado de oxidación +3. Las aplicaciones más importantes del antimonio metálico son las aleaciones con plomo y estaño y las placas de plomo y antimonio en baterías de plomo-ácido. Las aleaciones de plomo y estaño con antimonio tienen propiedades mejoradas para soldaduras, balas y cojinetes lisos. También se utiliza como componente en retardadores de fuego y en ciertas síntesis químicas orgánicas.
Los híbridos de aniones de base fuerte a base de hierro son eficaces para eliminar el antimonio de las aguas boratadas que se encuentran en las plantas de energía nuclear.
El argón es un elemento químico de símbolo Ar y número atómico 18. El argón es el tercer gas más abundante en la atmósfera de la Tierra, más del doble que el vapor de agua, 23 veces más abundante que el dióxido de carbono y más de 500 veces más abundante que el neón. El argón es también el gas noble más abundante en la corteza terrestre.
Casi todo el argón en la atmósfera de la Tierra es argón-40 radiogénico, derivado de la desintegración del potasio-40 en la corteza terrestre. En el universo, el argón-36 es, con mucho, el isótopo de argón más común, siendo el isótopo de argón preferido producido por nucleosíntesis estelar en supernovas.
El nombre «argón» se deriva de la palabra griega ἀργόν, forma singular neutra de ἀργός que significa «perezoso» o «inactivo», como una referencia al hecho de que el elemento casi no sufre reacciones químicas.
Se utiliza en soldadura y otras aplicaciones que requieren un gas inerte. El argón tiene una solubilidad limitada en agua y puede eliminarse mediante diversas técnicas de desgasificación.
El arsénico es un elemento químico de símbolo As y número atómico 33. El arsénico se encuentra en muchos minerales, generalmente en combinación con azufre y metales, pero también como un cristal elemental puro. El arsénico es un metaloide. Tiene varios alótropos, pero solo la forma gris es importante para la industria.
El uso principal del arsénico metálico es en aleaciones de plomo (por ejemplo, en baterías de automóviles y municiones). El arsénico es un dopante de tipo n común en los dispositivos electrónicos semiconductores, y el compuesto optoelectrónico arseniuro de galio es el segundo semiconductor más utilizado después del silicio dopado. El arsénico y sus compuestos, especialmente el trióxido, se utilizan en la producción de pesticidas, productos de madera tratada, herbicidas e insecticidas. Sin embargo, estas aplicaciones están disminuyendo
Algunas especies de bacterias pueden utilizar compuestos de arsénico como metabolitos respiratorios. Las trazas de arsénico son un elemento dietético esencial en ratas, hámsteres, cabras, pollos y, presumiblemente, muchas otras especies, incluidos los humanos.
El arsénico es notoriamente venenoso para la vida multicelular. Los compuestos de trióxido de arsénico se utilizan ampliamente como pesticidas, herbicidas e insecticidas. Como resultado, la contaminación por arsénico de los suministros de agua subterránea es un problema que afecta a millones de personas en todo el mundo.
El arsenato es un anión divalente con afinidad por las resinas aniónicas similar pero ligeramente inferior a la del sulfato. El arseniato puede intercambiarse con resinas de intercambio aniónico de base fuerte y luego adsorberse en el adsorbente híbrido de hierro de ASM-10-HP.
Excepto por el arseniuro de galio (usado como semiconductor), otros compuestos de arseniuro son generalmente solo de interés académico. El arseniuro de galio es un semiconductor importante porque tiene una resistencia eléctrica mucho menor que el silicio y, por lo tanto, consume menos energía y genera menos calor.
En la mayoría de los casos, el arsenito debe oxidarse a arsenato para que se convierta en una forma más fácil de eliminar. La oxidación se puede lograr con cloro o con oxígeno catalizado por varios medios redox.
La astatina es un elemento químico radiactivo con el símbolo químico At y número atómico 85, y es el elemento natural más raro en la corteza terrestre. Ocurre en la Tierra como producto de la desintegración de varios elementos más pesados. Todos sus isótopos tienen una vida corta; el más estable es el astato 210, con una vida media de 8,1 horas. El astato elemental nunca se ha visto porque cualquier muestra macroscópica se vaporizaría inmediatamente por su calentamiento radiactivo. Aún no se ha determinado si este obstáculo podría superarse con suficiente refrigeración.
Las propiedades a granel del astato no se conocen con certeza. Muchos de estos se han estimado en función de su posición en la tabla periódica como un análogo más pesado del yodo y un miembro de los halógenos, el grupo de elementos que incluye flúor, cloro, bromo y yodo. Es probable que tenga una apariencia oscura o brillante y puede ser un semiconductor o posiblemente un metal; probablemente tiene un punto de fusión más alto que el del yodo. Químicamente, se conocen varias especies aniónicas de astato y la mayoría de sus compuestos se parecen a los del yodo. También muestra cierto comportamiento metálico, incluida la posibilidad de formar un catión monoatómico estable en solución acuosa (a diferencia de los halógenos más ligeros). Astatine tiene características metálicas y puede asumir muchas valencias diferentes de -1, a +1, a +7 (todas valencias de números impares). La astatina es un emisor beta y se descompone en polonio 210.
El azufre o azufre (ver diferencias ortográficas) es un elemento químico con el símbolo S y el número atómico 16. Es un no metal abundante y multivalente. En condiciones normales, los átomos de azufre forman moléculas octatómicas cíclicas con la fórmula química S8. El azufre elemental es un sólido cristalino de color amarillo brillante a temperatura ambiente. Químicamente, el azufre reacciona con todos los elementos excepto el oro, el platino, el iridio, el nitrógeno, el telurio, el yodo y los gases nobles.
El azufre elemental se encuentra naturalmente como elemento (azufre nativo), pero más comúnmente se presenta en formas combinadas como sulfuro y minerales de sulfato. Al ser abundante en forma nativa, el azufre se conocía en la antigüedad, siendo mencionado por sus usos en la antigua India, la antigua Grecia, China y Egipto. En la Biblia, el azufre se llama azufre. Hoy en día, casi todo el azufre elemental se produce como subproducto de la eliminación de contaminantes que contienen azufre del gas natural y el petróleo.
El azufre es un no metal extremadamente importante, pero nunca se usa en su forma elemental. El mayor uso comercial del elemento es la producción de ácido sulfúrico para fertilizantes de sulfato y fosfato y otros procesos químicos. El elemento azufre se utiliza en fósforos, insecticidas y fungicidas.
El bisulfato es la forma de sulfato que existe en soluciones de pH muy bajo (generalmente menos de pH 2). El bisulfato, intercambiado sobre resina aniónica, puede hidrolizarse. .
El bisulfito es la forma monovalente de sulfito que existe en el agua a un pH bajo (<5). El bisulfito se elimina mediante aniones de base fuertes, pero la capacidad de rendimiento está limitada por la presencia de otros aniones. El sulfato es el oxoanión de azufre completamente oxidado. Está presente en aguas neutrales como anión divalente. El sulfato se elimina bien con resinas aniónicas de base fuerte. El sulfuro se elimina bien con resinas aniónicas de base fuerte. El sulfito es un agente reductor importante que se utiliza como eliminador de oxígeno en el tratamiento del agua. El sulfito se elimina bien mediante una resina de anión de base fuerte, sin embargo, la capacidad de rendimiento generalmente está limitada por la presencia de otros iones que también están presentes.
El bario es un elemento químico de símbolo Ba y número atómico 56. Es el quinto elemento del Grupo 2, un metal alcalinotérreo metálico plateado blando. Debido a su alta reactividad química, el bario nunca se encuentra en la naturaleza como elemento libre. Su hidróxido, conocido en la historia premoderna como barita, no se presenta como mineral, pero puede prepararse calentando carbonato de bario.
Los minerales naturales de bario más comunes son la barita (sulfato de bario, BaSO4) y la witherita (carbonato de bario, BaCO3), ambos insolubles en agua. El nombre de bario se origina en el derivado alquímico «baryta», del griego βαρύς (barys), que significa «pesado». Baric es la forma adjetiva de bario. El bario fue identificado como un nuevo elemento en 1774, pero no se redujo a metal hasta 1808 con el advenimiento de la electrólisis.
El bario tiene pocos usos comerciales. Las sales de bario se utilizan en el lodo de perforación debido a la alta gravedad específica de las soluciones de bario y como sulfato de bario puro para mejorar las imágenes de rayos X. El bario también se usa para hacer fuegos artificiales y ocasionalmente como captador para aplicaciones de alto vacío.
El bario tiene una alta afinidad por las resinas catiónicas y se puede eliminar fácilmente junto con otros iones de dureza como el calcio y el magnesio. Se debe tener cuidado durante la regeneración para limitar la precipitación de sulfato de bario o se producirá una fuga de sulfato de bario en suspensión. La regeneración de la resina catiónica de ácido débil con ácido clorhídrico seguida de la neutralización con cáustico es una forma de evitar los problemas de precipitación.
El berilio es un elemento químico de símbolo Be y número atómico 4. Es un elemento relativamente raro en el universo, que generalmente ocurre como producto de la espalación de núcleos atómicos más grandes que han chocado con los rayos cósmicos. Dentro de los núcleos de las estrellas, el berilio se agota a medida que se fusiona y crea elementos más grandes.
Es un elemento divalente que se produce naturalmente solo en combinación con otros elementos en minerales. Las piedras preciosas notables que contienen berilio incluyen berilo (aguamarina, esmeralda) y crisoberilo. Como elemento libre es un metal alcalinotérreo gris acero, fuerte, ligero y quebradizo.
El berilio mejora muchas propiedades físicas cuando se agrega como elemento de aleación al aluminio, cobre (en particular, la aleación de cobre berilio), hierro y níquel. El berilio no forma óxidos hasta que alcanza temperaturas muy altas. Las herramientas hechas de aleaciones de cobre-berilio son fuertes y duras y no crean chispas cuando golpean una superficie de acero. En aplicaciones estructurales, la combinación de alta rigidez a la flexión, estabilidad térmica, conductividad térmica y baja densidad (1,85 veces la del agua) hacen que el berilio metálico sea un material aeroespacial deseable porque es liviano, de alta resistencia y proporciona una estabilidad estructural superior. Estos rasgos lo hacen útil en componentes de aviones, misiles, naves espaciales y satélites.
El berilio es transparente a la radiación ionizante y es útil en ciertos tipos de núcleos de reactores y para generadores de rayos X. El polvo de berilio es bastante corrosivo y se considera tóxico.
El berkelio es un elemento químico radiactivo transuránico con símbolo Bk y número atómico 97. Es un miembro de la serie de elementos actínidos y transuránicos. Lleva el nombre de la ciudad de Berkeley, California, la ubicación del Laboratorio de Radiación de la Universidad de California, donde fue descubierto en diciembre de 1949. Este fue el quinto elemento transuránico descubierto después del neptunio, plutonio, curio y americio.
El principal isótopo de berkelio, 249Bk, se sintetiza en cantidades diminutas en reactores nucleares dedicados de alto flujo, principalmente en el Laboratorio Nacional Oak Ridge en Tennessee, EE. UU., Y en el Instituto de Investigación de Reactores Atómicos en Dimitrovgrad, Rusia. La producción del segundo isótopo más importante, 247Bk, implica la irradiación del raro isótopo 244Cm con partículas alfa de alta energía. Tiene una vida media de 330 días y es un emisor alfa. La valencia +3 es más probable, aunque el berkelio también forma valencias +2 y +4.
En los Estados Unidos se ha producido poco más de un gramo de berkelio desde 1967. No existe una aplicación práctica del berkelio fuera de la investigación científica, que se dirige principalmente a la síntesis de transactínidos y elementos transuránicos más pesados.
La alcalinidad del bicarbonato se puede convertir en dióxido de carbono (gas disuelto en agua) intercambiando cationes presentes en el agua por iones de hidrógeno. Puede usarse una variedad de resinas catiónicas de hidrógeno para el intercambio. Típicamente, la conversión va seguida de una desgasificación para eliminar el dióxido de carbono formado.
La alcalinidad del bicarbonato puede eliminarse mediante varias resinas aniónicas de base fuerte en forma de hidróxido (como SBG1P-OH y SDBG2-OH), cuando se combinan con resinas catiónicas en forma de hidrógeno (como CG8-H o CG10-H). El bicarbonato también se puede eliminar desionizando resinas de lecho mixto como MBD-15 y MBD-10.
La alcalinidad del bicarbonato se puede eliminar mediante una variedad de resinas de iones y bases fuertes y formas iónicas que incluyen SBG2 y SBG1 en forma de cloruro o hidróxido.
El bismuto es un elemento químico con el símbolo Bi y el número atómico 83. El bismuto es un metal pesado que tiene propiedades similares al antimonio y al arsénico. El bismuto elemental puede ocurrir naturalmente, aunque su sulfuro y óxido forman importantes minerales comerciales. El elemento libre es un 86% más denso que el plomo. Es un metal quebradizo con un color blanco plateado cuando está recién producido, pero a menudo se ve en el aire con un tinte rosado debido a la oxidación de la superficie. El bismuto es el elemento diamagnético más natural y tiene uno de los valores más bajos de conductividad térmica entre los metales.
El metal bismuto se conoce desde la antigüedad, aunque a menudo se confundía con el plomo y el estaño, que comparten algunas propiedades físicas. La etimología es incierta, pero posiblemente proviene del árabe bi ismid, que significa que tiene las propiedades del antimonio o las palabras alemanas weiße Masse o Wismuth («masa blanca»), traducidas a mediados del siglo XVI al nuevo latín bisemutum.
Tiene baja toxicidad y se usa en cosméticos y en medicamentos para la diarrea. Es un semiconductor que, cuando se alea con antimonio o selenio, es un material termoeléctrico eficiente para refrigeración o generación de energía portátil. El bismuto es relativamente insoluble en agua, pero forma un catión trivalente en soluciones ácidas y un anión complejo en ácidos muy concentrados.
El bohrium es un elemento químico de símbolo Bh y número atómico 107. Lleva el nombre del físico danés Niels Bohr. Es un elemento transuránico hecho por el hombre (un elemento que se puede crear en un laboratorio pero que no se encuentra en la naturaleza) y radiactivo; el isótopo más estable conocido, 270Bh, tiene una vida media de aproximadamente 61 segundos.
En la tabla periódica de los elementos, es un elemento transactínido de bloque d. Es un miembro del séptimo período y pertenece al grupo 7 elementos como el quinto miembro de la serie 6d de metales de transición. Los experimentos químicos han confirmado que el bohrium se comporta como el homólogo más pesado del renio en el grupo 7. Las propiedades químicas del bohrium se caracterizan solo en parte, pero se comparan bien con la química de los otros elementos del grupo 7.
Se espera que sus propiedades químicas sean similares a las del manganeso y el tecnecio, pero dado que solo se han formado unos pocos átomos, nunca se han determinado sus propiedades químicas. El bohrium se descompone por emisión alfa.
El boro es un elemento químico de símbolo B y número atómico 5. Producido enteramente por espalación de rayos cósmicos y supernovas y no por nucleosíntesis estelar, es un elemento de baja abundancia en el sistema solar y en la corteza terrestre.
El boro se concentra en la Tierra por la solubilidad en agua de sus compuestos naturales más comunes, los minerales de borato. Estos se extraen industrialmente como evaporitas, como el bórax y la kernita. Los mayores depósitos de boro conocidos se encuentran en Turquía, el mayor productor de minerales de boro.
El boro elemental es un metaloide que se encuentra en pequeñas cantidades en los meteoroides, pero el boro químicamente no combinado no se encuentra naturalmente en la Tierra. Industrialmente, el boro muy puro se produce con dificultad debido a la contaminación refractaria por carbono u otros elementos. Existen varios alótropos de boro: el boro amorfo es un polvo marrón; El boro cristalino es de plateado a negro, extremadamente duro (alrededor de 9,5 en la escala de Mohs) y un mal conductor eléctrico a temperatura ambiente. El uso principal del boro elemental es como filamentos de boro con aplicaciones similares a las fibras de carbono en algunos materiales de alta resistencia. Casi todos los demás usos son como compuestos de boro, como el vidrio de borosilicato, y como aditivo para el aislamiento de fibra de vidrio. El boro también se utiliza como agente dopante en la fabricación de semiconductores y como moderador de neutrones en reactores de agua ligera.
El boro (como borato) se puede eliminar de las salmueras de cualquier concentración siempre que el pH sea superior a 3. Los caudales deben mantenerse bajos.
El bromo es un elemento químico de símbolo Br y número atómico 35. Es el tercer halógeno más ligero y es un líquido marrón rojizo humeante a temperatura ambiente que se evapora fácilmente para formar un gas de color similar. Por tanto, sus propiedades son intermedias entre las del cloro y el yodo. Aislado de forma independiente por dos químicos, Carl Jacob Löwig (en 1825) y Antoine Jérôme Balard (en 1826), su nombre se deriva del griego antiguo βρῶμος «hedor», haciendo referencia a su fuerte y desagradable olor.
El bromo elemental es muy reactivo y, por lo tanto, no se encuentra libre en la naturaleza, sino en sales de haluros minerales cristalinas solubles incoloras, análogas a la sal de mesa. Si bien es bastante raro en la corteza terrestre, la alta solubilidad del ión bromuro (Br-) ha provocado su acumulación en los océanos. Comercialmente, el elemento se extrae fácilmente de los charcos de salmuera, principalmente en los Estados Unidos, Israel y China. La masa de bromo en los océanos es aproximadamente una tres centésima parte de la del cloro.
El bromo es escasamente soluble en agua. Los compuestos orgánicos de bromo se utilizan como biocidas, insecticidas y como componente de retardadores de fuego.
La afinidad de la resina aniónica por el bromato aumenta al aumentar el tamaño de la amina, por lo que las resinas como SIR-100 y SIR-110-HP tienen mayor capacidad para bromatos que las resinas de tipo I como SBG1 o las resinas de tipo II como SBG2.
Los iones bromuro son bastante solubles. El bromuro neutro se puede eliminar con resinas aniónicas de base fuerte, las soluciones de bromuro ácido también se pueden eliminar con resinas aniónicas débilmente básicas como WBMP.
El cadmio se puede eliminar de las aguas de enjuague de revestimiento mediante desionización o mediante resinas de eliminación selectiva de iones como SIR-300 y WACMP-Na. El pH ideal es ligeramente ácido.
El cadmio es un elemento químico de símbolo Cd y número atómico 48. Este metal blando, de color blanco azulado, es químicamente similar a los otros dos metales estables del grupo 12, zinc y mercurio. Al igual que el zinc, muestra un estado de oxidación +2 en la mayoría de sus compuestos y, al igual que el mercurio, tiene un punto de fusión más bajo que otros metales de transición. El cadmio y sus congéneres no siempre se consideran metales de transición, ya que no tienen capas de electrones dof parcialmente llenas en los estados de oxidación elemental o común. La concentración promedio de cadmio en la corteza terrestre está entre 0,1 y 0,5 partes por millón (ppm). Fue descubierto en 1817 simultáneamente por Stromeyer y Hermann, ambos en Alemania, como una impureza en el carbonato de zinc.
El cadmio se presenta como un componente menor en la mayoría de los minerales de zinc y es un subproducto de la producción de zinc. El cadmio se utilizó durante mucho tiempo como revestimiento resistente a la corrosión sobre acero, y los compuestos de cadmio se utilizan como pigmentos rojos, naranjas y amarillos, para colorear el vidrio y estabilizar el plástico. Sin embargo, su uso ha caído en desgracia debido a su toxicidad. El cadmio forma un catión divalente en el agua. Las sales de cadmio son principalmente solubles.
Con TDS más alto, se pueden seguir utilizando resinas suavizantes genéricas, aunque con menor capacidad y mayor fuga. Con una alimentación cada vez más salobre, se hace necesario utilizar una disposición de trabajador y pulidor o utilizar resinas WAC como WACMP en lugar de una resina SAC como CG8.
Las resinas de tipo SAC suelen ser eficaces para eliminar el calcio de las aguas producidas en los campos petrolíferos. El arreglo habitual es con un trabajador y un pulidor de modo que la salmuera pase primero a través del pulidor y luego de regreso a través del trabajador.
La resina quelante imminodiacética (SIR-300) y la resina quelante aminofosfónica (SIR-500) se pueden utilizar para eliminar el calcio de la salmuera en cualquier concentración. La resina quelante aminofosfónica se usa más comúnmente para este propósito.
Las resinas catiónicas de ácido fuerte genéricas se utilizan comúnmente para eliminar los iones de dureza, incluido el calcio, del agua potable. El agua blanda protege los calentadores de agua de las incrustaciones y ayuda a que los jabones funcionen sin dejar residuos de jabón. El calcio y otros iones de dureza se intercambian por sodio (o en algunos casos potasio). Las resinas se pueden utilizar una y otra vez después de la regeneración con salmuera.
El californio es un elemento químico metálico radiactivo con símbolo Cf y número atómico 98. El elemento se fabricó por primera vez en 1950 en el Laboratorio de Radiación de la Universidad de California en Berkeley, bombardeando curio con partículas alfa (iones helio-4). Es un elemento actínido, el sexto elemento transuránico que se sintetiza, y tiene la segunda masa atómica más alta de todos los elementos que se han producido en cantidades lo suficientemente grandes como para verlas a simple vista (después del einstenio). El elemento recibió su nombre de la universidad y el estado de California.
Existen dos formas cristalinas para el californio bajo presión normal: una por encima y otra por debajo de 900 ° C (1,650 ° F). Existe una tercera forma a alta presión. El californio se empaña lentamente en el aire a temperatura ambiente. Los compuestos de californio están dominados por una forma química del elemento, denominado californio (III), que puede participar en tres enlaces químicos. El más estable de los veinte isótopos conocidos del californio es el californio-251, que tiene una vida media de 898 años. Esta corta vida media significa que el elemento no se encuentra en cantidades significativas en la corteza terrestre.
El californio es un emisor de neutrones y se utiliza en determinadas pruebas de materiales especializados y como acelerador de reacciones nucleares en cadena. La oferta mundial es de aprox. 0,25 gramos por año.
El carbonato es una forma de alcalinidad (junto con el bicarbonato y el dióxido de carbono). Los carbonatos se combinan fácilmente con muchos cationes divalentes (especialmente calcio) para formar un precipitante. La precipitación de carbonato de calcio es bastante común en aguas donde el pH es> 9. El carbonato se puede eliminar mediante varias resinas de aniones de base fuerte y se puede neutralizar (acidificar) con varias resinas catiónicas.
El carbono (del latín: carbo «carbón») es un elemento químico con símbolo C y número atómico 6. Es uno de los elementos no metálicos más versátiles debido a su propensión a formar enlaces covalentes tetravalentes. Tres isótopos se producen de forma natural, el 12C y el 13C son estables, mientras que el 14C es radioactivo y se descompone con una vida media de aproximadamente 5.730 años. El carbono es uno de los pocos elementos conocidos desde la antigüedad.
El carbono es el decimoquinto elemento más abundante en la corteza terrestre y el cuarto elemento más abundante en el universo en masa después del hidrógeno, el helio y el oxígeno. La abundancia de carbono, su diversidad única de compuestos orgánicos y su capacidad inusual para formar polímeros a las temperaturas que se encuentran comúnmente en la Tierra permite que este elemento sirva como un elemento común de toda la vida conocida. Es el segundo elemento más abundante en el cuerpo humano en masa (alrededor del 18,5%) después del oxígeno.
El carbono puro existe en una variedad de formas, desde el diamante hasta el grafito.
El gas de dióxido de carbono puede ser capturado por aniones de base fuertes en forma de hidróxido. La resina gastada se regenera térmicamente, expulsando el CO2 de la resina.
Las resinas de hidróxido por aniones se intercambian por dióxido de carbono mediante una reacción de neutralización a carbonato, seguida de intercambio de carbonato.
El cerio es un elemento químico metálico blando, dúctil, de color blanco plateado con el símbolo Ce y número atómico 58. Se empaña rápidamente cuando se expone al aire, es lo suficientemente suave como para cortarlo con un cuchillo. El cerio es el segundo elemento de la serie de lantánidos, y aunque a menudo muestra el estado +3 característico de la serie, también tiene excepcionalmente un estado +4 estable que no oxida el agua. También se considera tradicionalmente como el más abundante de los elementos de tierras raras. El cerio no tiene ningún papel biológico y no es muy tóxico.
A pesar de que siempre se encuentra en combinación con otros elementos de tierras raras en minerales como la monacita y la bastnäsita, el cerio es fácil de extraer de sus minerales, ya que se puede distinguir entre los lantánidos por su capacidad única de oxidarse al estado +4. Es el más común de los lantánidos, seguido del neodimio, lantano y praseodimio. Es el vigésimo sexto elemento más abundante y constituye 66 ppm de la corteza terrestre, la mitad que el cloro y cinco veces más que el plomo.
Si está ionizado, normalmente está presente como un catión trivalente. El óxido de cerio se utiliza como abrasivo, como catalizador redox y en sistemas de oxidación avanzados. El cerio también se usa en varios pigmentos y en convertidores catalíticos.
Las trazas de cerio se pueden eliminar del agua de forma eficaz con resinas SAC regeneradas con sal como CGS, CG8, CG10, etc. Se puede utilizar salmuera para regenerar eficazmente el cerio de la resina.
El cesio o cesio es un elemento químico con símbolo Cs y número atómico 55. Es un metal alcalino blando de oro plateado con un punto de fusión de 28,5 ° C (83,3 ° F), lo que lo convierte en uno de los cinco metales elementales que son líquidos a temperatura ambiente o cerca de ella. El cesio tiene propiedades físicas y químicas similares a las del rubidio y el potasio. Es el elemento menos electronegativo. Tiene un solo isótopo estable, cesio-133. El cesio se extrae principalmente de la contaminación, mientras que los radioisótopos, especialmente el cesio-137, un producto de fisión, se extraen de los desechos producidos por los reactores nucleares.
El químico alemán Robert Bunsen y el físico Gustav Kirchhoff descubrieron el cesio en 1860 mediante el método recientemente desarrollado de espectroscopía de llama. Las primeras aplicaciones a pequeña escala del cesio fueron como «captador» en tubos de vacío y en células fotoeléctricas. En 1967, basándose en la prueba de Einstein de que la velocidad de la luz es la dimensión más constante del universo, el Sistema Internacional de Unidades utilizó dos recuentos de ondas específicos de un espectro de emisión de cesio-133 para co-definir el segundo y el metro. Desde entonces, el cesio se ha utilizado ampliamente en relojes atómicos de alta precisión.
El cesio metálico es altamente reactivo tanto en el aire como especialmente en el agua, reacciona de manera explosiva, incluso a temperaturas tan bajas como −116 ° C (−177 ° F). El cesio forma exclusivamente un catión monovalente. Casi todas las sales de cesio son fácilmente solubles en agua.
El SIR-600 tiene una selectividad extremadamente alta para el cesio. El cesio se captura mediante tamizado molecular además de a cambio. También se pueden usar resinas catiónicas en forma de hidrógeno, como CG8-H, pero su capacidad para eliminar el cesio está limitada por otros iones en solución. En general, cuando se utilizan resinas de tipo SAC para eliminar el cesio, es necesario eliminar todos los demás cationes junto con el cesio.
El cianuro libre se convierte fácilmente en cianato (menos tóxico) con lejía u otros oxidantes, con más dificultad para carbonato. Los cianuros combinados tienen una alta selectividad por las resinas de aniones de base fuerte y pueden ser difíciles de eliminar de la resina una vez que se han intercambiado.
El circonio es un elemento químico de símbolo Zr y número atómico 40. El nombre de circonio se toma del nombre del mineral circón, la fuente más importante de circonio. La palabra circón proviene de la palabra persa zargun زرگون, que significa «color dorado». Es un metal de transición fuerte, brillante, gris-blanco, que se parece al hafnio y, en menor medida, al titanio. El circonio se utiliza principalmente como refractario y opacificante, aunque se utilizan pequeñas cantidades como agente de aleación por su fuerte resistencia a la corrosión. El circonio forma una variedad de compuestos inorgánicos y organometálicos tales como dióxido de circonio y dicloruro de circonoceno, respectivamente. Cinco isótopos se producen de forma natural, tres de los cuales son estables. Los compuestos de circonio no tienen ningún papel biológico conocido.
El circonio es un metal brillante, blanco grisáceo, blando, dúctil y maleable que es sólido a temperatura ambiente, aunque es duro y quebradizo en purezas menores. En forma de polvo, el circonio es altamente inflamable, pero la forma sólida es mucho menos propensa a la ignición.
El circonio se utiliza en aleaciones de metales para mejorar la resistencia a la corrosión. Se utiliza como revestimiento de combustible en reactores nucleares debido a su baja absorción de neutrones térmicos. El óxido de circonio es un buen adsorbente del arsénico.
Los zirconatos se utilizan principalmente en la fabricación de piezo cerámicas. Aunque los circonatos en sí mismos son solubles en agua, cuando se combinan con varios metales (como el bario o el plomo) forman compuestos insolubles.
La principal fuente de clorato en el agua potable proviene del uso de lejía de hipoclorito de sodio como desinfectante. El clorato se forma a medida que se descompone el blanqueador de hipoclorito de sodio. El clorato es fuertemente preferido por resinas de aniones de base fuerte, particularmente aquellas con aminas superiores. Las capacidades útiles se obtienen con resina aniónica de base fuerte en forma de cloruro que se regenera con sal.
El clorito de sodio es un potente oxidante que se utiliza principalmente como precursor de la producción de dióxido de cloro. El ClO2 tiene ventajas sobre el hipoclorito porque produce muchos menos THM y también sigue siendo un gas cuando se disuelve en agua, lo que le permite penetrar en los biocrecimientos por difusión.
El cloro es un elemento químico de símbolo Cl y número atómico 17. El segundo más ligero de los halógenos, aparece entre el flúor y el bromo en la tabla periódica y sus propiedades son en su mayoría intermedias entre ellos. El cloro es un gas de color amarillo verdoso a temperatura ambiente. Es un elemento extremadamente reactivo y un agente oxidante fuerte: entre los elementos, tiene la mayor afinidad electrónica y la tercera mayor electronegatividad, solo detrás del oxígeno y el flúor.
El compuesto más común de cloro, el cloruro de sodio (sal común), se conoce desde la antigüedad. Alrededor de 1630, el cloro gaseoso se sintetizó por primera vez en una reacción química, pero no se reconoció como una sustancia fundamentalmente importante. Carl Wilhelm Scheele escribió una descripción del cloro gaseoso en 1774, suponiendo que era un óxido de un nuevo elemento. En 1809, los químicos sugirieron que el gas podría ser un elemento puro, y esto fue confirmado por Sir Humphry Davy en 1810, quien lo nombró del griego antiguo: χλωρός khlôros «verde pálido» basado en su color.
El cloro normalmente está presente en el agua como anión hipocloroso y se elimina mediante resinas de aniones de base fuerte.
El hipoclorito (de sodio) se usa ampliamente como agente blanqueador; en el tratamiento del agua como desinfectante. Es el oxidante más fuerte entre las series de oxo-cloruro, clorito, clorato o perclorato.
La resina aniónica de base fuerte en forma de sal se puede utilizar eficazmente para la eliminación de cloruros. Sin embargo, como la resina se vende generalmente en forma de cloruro, el usuario debe especificar la forma de bicarbonato o debe regenerar la resina en forma de cloruro antes del primer uso.
El cobalto es un elemento químico de símbolo Co y número atómico 27. Al igual que el níquel, el cobalto se encuentra en la corteza terrestre solo en forma químicamente combinada, a excepción de los pequeños depósitos que se encuentran en las aleaciones de hierro meteórico natural. El elemento libre, producido por fundición reductora, es un metal gris plateado, duro y brillante.
Los pigmentos azules a base de cobalto (azul cobalto) se han utilizado desde la antigüedad para joyas y pinturas, y para impartir un tinte azul distintivo al vidrio, pero los alquimistas pensaron más tarde que el color se debía al conocido metal bismuto. Los mineros habían utilizado durante mucho tiempo el nombre de mineral de kobold (en alemán, mineral de duende) para algunos de los minerales productores de pigmento azul; se llamaban así porque eran pobres en metales conocidos y emitían humos venenosos que contenían arsénico al fundirse. En 1735, se descubrió que tales minerales se podían reducir a un nuevo metal (el primero descubierto desde la antigüedad), y esto finalmente recibió su nombre del kobold.
Hoy en día, algo de cobalto se produce específicamente a partir de varios minerales con brillo metálico, por ejemplo, cobaltita (CoAsS), pero la fuente principal del elemento es un subproducto de la extracción de cobre y níquel.
El cobalto forma principalmente un catión divalente en agua y es relativamente soluble. El cobalto forma fácilmente enlaces covalentes coordinados (tipo quelante) y se encuentra a menudo en complejos orgánicos o como un sólido coloidal de valencia cero.
El cobalto catiónico, utilizado en soluciones de recubrimiento, puede eliminarse mediante una variedad de resinas catiónicas, según el pH y el TDS.
El cobalto coloidal se elimina mediante una combinación de atracción estática e intercambio iónico.
El cobre es un elemento químico de símbolo Cu y número atómico 29. Es un metal blando, maleable y dúctil con muy alta conductividad térmica y eléctrica. Una superficie recién expuesta de cobre puro tiene un color naranja rojizo. Se utiliza como conductor de calor y electricidad, como material de construcción y como componente de diversas aleaciones metálicas, como la plata esterlina utilizada en joyería, el cuproníquel utilizado para fabricar herrajes y monedas marinas y el constantano utilizado en galgas extensométricas y termopares para temperatura. medición.
El cobre es uno de los pocos metales que se encuentran sin combinar en la naturaleza y esta fue la primera fuente del metal que utilizaron los humanos, c. 8000 antes de Cristo. Fue el primer metal que se fundió a partir de su mineral, c. 5000 aC, el primer metal que se fundió en forma en un molde, c. 4000 aC y el primer metal que se aleó a propósito con otro metal, el estaño, para crear bronce, c. 3.500 a. C.
El cobre es un nutriente traza esencial y un metal extremadamente útil. El cobre forma principalmente un catión divalente en el agua. Sin embargo, el cobre se compleja con amoníaco para formar un catión monovalente y también se encuentra como una especie de valencia cero y en complejos orgánicos.
El cobre se encuentra más comúnmente en el agua potable como catión divalente, resultado de la corrosión de las tuberías de cobre. La corrosión del cobre se ve agravada por la presencia de amoníaco y también por las celdas galvánicas que se forman cuando los materiales de tuberías diferentes se conectan directamente entre sí.
El cloruro de cobre forma un anión complejo cuando las concentraciones de cloruro son altas. El cloruro de cobre se puede eliminar mediante varias resinas aniónicas de base fuerte, como SBG1. La regeneración se logra con agua, lo que reduce la concentración de cloruro y vuelve a romper el anión complejo en catión cobre.
Las resinas de aniones de base fuerte como SBG1 tienen una alta selectividad por los complejos de cianuro como el cianuro de cobre. La capacidad de eliminación suele ser bastante alta, según el TDS y la mezcla de otros aniones presentes.
El copernicio es un elemento químico de símbolo Cn y número atómico 112. Es un elemento sintético extremadamente radiactivo que solo se puede crear en un laboratorio. El isótopo más estable conocido, el copernicio-285, tiene una vida media de aproximadamente 29 segundos. Copernicium fue creado por primera vez en 1996 por el Centro GSI Helmholtz de Investigación de Iones Pesados cerca de Darmstadt, Alemania. Lleva el nombre del astrónomo Nicolaus Copernicus.
Durante las reacciones con el oro, se ha demostrado que es un metal extremadamente volátil, tanto que probablemente sea un gas a temperatura y presión estándar.
También se ha calculado que el copernicio muestra posiblemente el estado de oxidación +4, mientras que el mercurio lo muestra en un solo compuesto de existencia controvertida y el zinc y el cadmio no lo muestran en absoluto, aunque cálculos más recientes ponen en duda esta posibilidad. También se ha predicho que es más difícil oxidar el copernicio desde su estado neutro que los otros elementos del grupo 12. El copernicio es tan inestable y se ha producido tan poco que no se han estudiado sus propiedades químicas y físicas.
El criptón (del griego: κρυπτός kryptos «el oculto») es un elemento químico con símbolo Kr y número atómico 36. El criptón, un gas noble incoloro, inodoro e insípido, se encuentra en cantidades mínimas en la atmósfera y se utiliza a menudo con otros gases raros en lámparas fluorescentes. Con raras excepciones, el criptón es químicamente inerte.
El criptón, al igual que los otros gases nobles, se utiliza en iluminación y fotografía. La luz de criptón tiene muchas líneas espectrales, y el plasma de criptón es útil en láseres de gas brillantes y de alta potencia (láseres de iones de criptón y excímeros), cada uno de los cuales resuena y amplifica una sola línea espectral. El fluoruro de criptón también es un láser útil. De 1960 a 1983, la longitud oficial de un metro se definió por la longitud de onda de 605 nm de la línea espectral naranja del kriptón-86, debido a la alta potencia y la relativa facilidad de funcionamiento de los tubos de descarga de criptón.
El criptón se utiliza en luces fluorescentes y láseres de alta potencia.
El cromo es un elemento químico de símbolo Cr y número atómico 24. Es un metal de color gris acerado, brillante, duro y quebradizo que recibe un alto brillo, resiste el deslustre y tiene un alto punto de fusión.
La aleación de ferrocromo se produce comercialmente a partir de cromita mediante reacciones silicotérmicas o aluminotérmicas; y cromo metálico mediante procesos de tostado y lixiviación seguidos de reducción con carbono y luego con aluminio. El cromo metálico es de gran valor por su alta resistencia a la corrosión y dureza. Un avance importante fue el descubrimiento de que el acero se podía hacer altamente resistente a la corrosión y la decoloración agregando cromo metálico para formar acero inoxidable. El acero inoxidable y el cromado (galvanoplastia con cromo) juntos comprenden el 85% del uso comercial.
Los niveles bajos de cromo pueden filtrarse de los cromados y del acero inoxidable. El cromo disuelto puede ser catiónico (tri cromo) o iónico (cromo hex) dependiendo del pH y el potencial redox.
SIR-700 es la mejor opción siempre que se pueda reducir el pH; de lo contrario, SBG2 o SBG1 pueden ser mejores opciones. El SIR-700 está diseñado para un solo uso y cuando el pH se reduce a aprox. 5.5 el rendimiento puede ser de cientos de miles de volúmenes de lecho. SBG1 y SBG2 se regeneran con salmuera y el rendimiento depende principalmente de la competencia del sulfato. * Tenga en cuenta que el cromato a menudo se indica como «Cr», lo que significa que el peso medio es 52 y el peso equivalente es 26.
Los contaminantes metálicos divalentes como el cobre, hierro, zinc, etc. se pueden eliminar de los baños de enchapado de tipo cromo trivalente (ácido crómico), extendiendo así la vida útil del baño.
El cromo trivalente es catiónico y puede eliminarse mediante una variedad de resinas de intercambio catiónico.
El curio es un elemento químico radiactivo transuránico con símbolo Cm y número atómico 96. Este elemento de la serie de actínidos lleva el nombre de Marie y Pierre Curie, ambos conocidos por sus investigaciones sobre la radiactividad. El curio fue producido e identificado por primera vez intencionalmente en julio de 1944 por el grupo de Glenn T. Seaborg en la Universidad de California, Berkeley. El descubrimiento se mantuvo en secreto y solo se dio a conocer al público en noviembre de 1945. La mayor parte del curio se produce bombardeando uranio o plutonio con neutrones en reactores nucleares: una tonelada de combustible nuclear gastado contiene unos 20 gramos de curio.
El curio es un metal plateado, denso y duro con un punto de fusión y un punto de ebullición relativamente altos para un actínido. Mientras que es paramagnético en condiciones ambientales, se vuelve antiferromagnético al enfriarse, y también se observan otras transiciones magnéticas para muchos compuestos de curio. En los compuestos, el curio suele presentar valencia +3 y, a veces, +4, y la valencia +3 es predominante en las soluciones. El curio se oxida fácilmente y sus óxidos son una forma dominante de este elemento.
El curio se utiliza principalmente como precursor para transmutar el Pu238 utilizado como fuente de energía para anuncios de vehículos de exploración espacial en dispositivos espías.
El dióxido de cloro es un compuesto químico con la fórmula ClO2 que existe como gas verde amarillento por encima de 11 ° C, un líquido marrón rojizo entre 11 ° C y -59 ° C, y como cristales de color naranja brillante por debajo de -59 ° C. Es un agente oxidante, capaz de transferir oxígeno a una variedad de sustratos, mientras gana uno o más electrones a través de la oxidación-reducción (redox). No se hidroliza cuando ingresa al agua y generalmente se maneja como un gas disuelto en una solución en agua. Los peligros potenciales del dióxido de cloro incluyen problemas de salud, explosividad e ignición de incendios.
El dióxido de cloro se ha utilizado ampliamente para blanquear en la industria del papel y para el tratamiento del agua potable. Por lo general, es más eficaz que el cloro o el blanqueador de hipoclorito porque sigue siendo un gas disuelto en agua y puede difundirse a través de la pared celular de los biocrecimientos donde interrumpe la propia célula. Desarrollos más recientes han extendido su aplicación al procesamiento de alimentos, desinfección de locales y vehículos, erradicación de moho, desinfección del aire y control de olores, tratamiento de piscinas, aplicaciones dentales y limpieza de heridas.
El disprosio es un elemento químico con el símbolo Dy y número atómico 66. El disprosio nunca se encuentra en la naturaleza como un elemento libre, aunque se encuentra en varios minerales, como la xenotima. El disprosio natural se compone de siete isótopos, el más abundante de los cuales es 164Dy.
El disprosio fue identificado por primera vez en 1886 por Paul Émile Lecoq de Boisbaudran, pero no se aisló en forma pura hasta el desarrollo de las técnicas de intercambio iónico en la década de 1950. El disprosio es un elemento de tierras raras que tiene un brillo plateado brillante metálico. Es lo suficientemente suave como para cortarlo con un cuchillo y se puede mecanizar sin chispas si se evita el sobrecalentamiento. Las características físicas del disprosio pueden verse muy afectadas incluso por pequeñas cantidades de impurezas.
El disprosio se utiliza, junto con el vanadio y otros elementos, en la fabricación de materiales láser e iluminación comercial. Debido a la alta sección transversal de absorción de neutrones térmicos del disprosio, los cermet de óxido de disprosio y níquel se utilizan en barras de control de absorción de neutrones en reactores nucleares. Los calcogenuros de disprosio-cadmio son fuentes de radiación infrarroja, que es útil para estudiar reacciones químicas. Debido a que el disprosio y sus compuestos son altamente susceptibles a la magnetización, se emplean en diversas aplicaciones de almacenamiento de datos, como en discos duros. El disprosio tiene cada vez más demanda para los imanes permanentes que se utilizan en los motores de los coches eléctricos y los generadores de turbinas eólicas. Tiene una alta absorción de neutrones, pero es menos frecuente que el gadolinio, un mineral comúnmente utilizado para este propósito en los reactores nucleares.
Las sales de disprosio solubles son levemente tóxicas, mientras que las sales insolubles se consideran no tóxicas.
El dubnio es un elemento químico de símbolo Db y número atómico 105. Un elemento transactínido, el dubnio es altamente radiactivo: el isótopo más estable conocido, el dubnio-268, tiene una vida media de poco más de un día. Esto limita en gran medida el alcance de las posibles investigaciones sobre el dubnium.
El dubnio no se produce de forma natural en la Tierra y debe producirse artificialmente. No hay usos comerciales conocidos, su fabricación fue impulsada por el deseo de encontrar y nombrar los elementos restantes en la tabla periódica.
El einstenio es un elemento sintético con símbolo Es y número atómico 99. Es el séptimo elemento transuránico y un actínido.
El einsteinio fue descubierto como un componente de los escombros de la primera explosión de una bomba de hidrógeno en 1952 y recibió su nombre de Albert Einstein. Su isótopo más común, el einstenio-253 (vida media de 20,47 días) se produce artificialmente a partir de la desintegración del californio-253 en unos pocos reactores nucleares dedicados de alta potencia con un rendimiento total del orden de un miligramo por año. La síntesis del reactor es seguida por un complejo proceso de separación del einstenio-253 de otros actínidos y productos de su desintegración. Otros isótopos se sintetizan en varios laboratorios, pero en cantidades mucho menores, bombardeando elementos actínidos pesados con iones ligeros. Debido a las pequeñas cantidades de einstenio producido y la corta vida media de su isótopo de producción más fácil, actualmente casi no existen aplicaciones prácticas para él fuera de la investigación científica básica. En particular, el einstenio se utilizó para sintetizar, por primera vez, 17 átomos del nuevo elemento mendelevio en 1955.
No tiene usos comerciales conocidos.
El erbio es un elemento químico de símbolo Er y número atómico 68. Un metal sólido de color blanco plateado cuando se aísla artificialmente, el erbio natural siempre se encuentra en combinación química con otros elementos de la Tierra. Como tal, es un elemento de tierras raras que está asociado con varios otros elementos raros en el mineral gadolinita de Ytterby en Suecia, donde se descubrieron itrio, iterbio y terbio.
Los usos principales del erbio involucran sus iones Er3 + de color rosa, que tienen propiedades ópticas fluorescentes particularmente útiles en ciertas aplicaciones láser. Los vidrios o cristales dopados con erbio se pueden usar como medio de amplificación óptica, donde los iones Er3 + se bombean ópticamente a alrededor de 980 o 1480 nm y luego irradian luz a 1530 nm en emisión estimulada. Este proceso da como resultado un amplificador óptico láser inusualmente simple mecánicamente para señales transmitidas por fibra óptica. La longitud de onda de 1550 nm es especialmente importante para las comunicaciones ópticas porque las fibras ópticas monomodo estándar tienen una pérdida mínima en esta longitud de onda en particular. En el agua forma típicamente un catión trivalente.
El estaño es un elemento químico con el símbolo Sn (en latín: stannum) y número atómico 50, es un metal de post-transición en el grupo 14 de la tabla periódica. Se obtiene principalmente del mineral casiterita, que contiene dióxido de estaño, SnO2. El estaño muestra una similitud química con sus dos vecinos del grupo 14, el germanio y el plomo, y tiene dos estados de oxidación principales, +2 y el ligeramente más estable +4. El estaño es el 49º elemento más abundante y tiene, con 10 isótopos estables, el mayor número de isótopos estables en la tabla periódica, gracias a su número mágico de protones. Tiene dos alótropos principales: a temperatura ambiente, el alótropo estable es el β-estaño, un metal maleable de color blanco plateado, pero a bajas temperaturas se transforma en el α-estaño gris menos denso, que tiene la estructura cúbica de diamante. El estaño metálico no se oxida fácilmente en el aire.
La primera aleación utilizada a gran escala fue el bronce, hecho de estaño y cobre, desde 3000 a. C. Después del 600 a. C., se produjo estaño metálico puro. El peltre, que es una aleación de 85-90% de estaño y el resto consiste comúnmente en cobre, antimonio y plomo, se usó para cubiertos desde la Edad del Bronce hasta el siglo XX. Aunque una vez se usó en papel de aluminio, el alto costo del estaño prohibió su uso generalizado. Hoy en día, el estaño se usa en soldaduras de plomo / estaño, como aditivo para ciertas aleaciones especializadas (como el bronce) y en una variedad de aplicaciones específicas como los catalizadores.
El estaño aniónico se puede eliminar mediante una variedad de resinas aniónicas de base fuerte. Los compuestos de estaño rara vez se utilizan en la industria debido a la escasez de estaño.
El estaño tetravalente se puede eliminar mediante una variedad de resinas catiónicas de ácido fuerte. Los compuestos de estaño rara vez se utilizan en la industria debido a la escasez de estaño.
El estaño divalente puede eliminarse mediante una variedad de resinas catiónicas de ácido fuerte. Los compuestos de Tim son relativamente raros debido a la escasez de Tins.
El estroncio es un elemento químico de símbolo Sr y número atómico 38. El estroncio, un metal alcalinotérreo, es un elemento metálico suave de color blanco plateado o amarillento que es químicamente muy reactivo. El metal forma una capa de óxido oscuro cuando se expone al aire. El estroncio tiene propiedades físicas y químicas similares a las de sus dos vecinos verticales en la tabla periódica, calcio y bario. Ocurre naturalmente en los minerales celestina, estrontianita y putnisita, y se extrae principalmente de los dos primeros.
Si bien el estroncio natural es estable, el isótopo sintético 90Sr es radiactivo y es uno de los componentes más peligrosos de la lluvia radiactiva. El isótopo radiactivo es adsorbido por el cuerpo y reemplaza el calcio en nuestros huesos y tiene un alto potencial de causar cáncer. El estroncio estable natural, por otro lado, no es peligroso para la salud.
Tanto el estroncio como la estroncianita llevan el nombre de Strontian, un pueblo de Escocia cerca del cual el mineral fue descubierto en 1790 por Adair Crawford y William Cruickshank; fue identificado como un elemento nuevo el año siguiente a partir de su color de prueba de llama rojo carmesí. El estroncio fue aislado por primera vez como metal en 1808 por Humphry Davy utilizando el proceso de electrólisis recién descubierto.
La mayor parte del estroncio producido se utiliza para fabricar otros compuestos.
Miembro de origen natural del grupo de dureza de los metales alcalinotérreos. El estroncio radiactivo 90 es una consecuencia de la fisión nuclear y se acumula en los huesos.
El europio es un elemento químico de símbolo Eu y número atómico 63. Es un metal plateado moderadamente duro que se oxida fácilmente en el aire y el agua. El europio generalmente asume el estado de oxidación +3, pero el estado de oxidación +2 también es común. Todos los compuestos de europio con estado de oxidación +2 son ligeramente reductores. La mayoría de las aplicaciones del europio aprovechan la fosforescencia de los compuestos de europio. El europio es uno de los elementos menos abundantes del universo; sólo alrededor del 5 × 10−8% de toda la materia del universo es europio.
El europio es un metal dúctil con una dureza similar a la del plomo. Cristaliza en una celosía cúbica centrada en el cuerpo. El europio es relativamente no tóxico en comparación con otros metales pesados. Es bastante raro, no tiene ningún papel biológico y tiene pocos usos comerciales.
El fenol y otros compuestos fenólicos pueden eliminarse mediante resinas aniónicas de base fuerte, siempre que el pH sea lo suficientemente alto como para ionizar el fenol.
El fermio es un elemento sintético con símbolo Fm y número atómico 100. Es el elemento más pesado que se puede formar por bombardeo de neutrones de elementos más ligeros y, por tanto, el último elemento que se puede preparar en cantidades macroscópicas, aunque todavía no se ha preparado el fermio metálico puro.
Fue descubierto entre los escombros de la primera explosión de una bomba de hidrógeno en 1952 y recibió su nombre de Enrico Fermi, uno de los pioneros de la física nuclear. Su química es típica de los actínidos tardíos, con preponderancia del estado de oxidación +3 pero también un estado de oxidación +2 accesible. Debido a las pequeñas cantidades de fermio producido y todos sus isótopos que tienen vidas medias relativamente cortas, actualmente no hay usos para él fuera de la investigación científica básica.
El ferrocianuro es relativamente no tóxico porque es bastante estable y no libera cianuro fácilmente. El ferrocianuro férrico forma el tinte intensamente azul «azul de Prusia». El ferrocianuro de potasio se utiliza como agente antiaglutinante, especialmente en algunos productos de sal granulada.
El flúor es un elemento químico de símbolo F y número atómico 9. Es el halógeno más ligero y existe como un gas diatómico amarillo pálido altamente tóxico en condiciones estándar. Como elemento más electronegativo, es extremadamente reactivo: casi todos los demás elementos, incluidos algunos gases nobles, forman compuestos con flúor.
Entre los elementos, el flúor ocupa el puesto 24 en abundancia universal y el 13 en abundancia terrestre. La fluorita, la principal fuente mineral de flúor, se describió por primera vez en 1529; a medida que se agregaba a los minerales metálicos para reducir sus puntos de fusión para la fundición, el verbo latino fluo que significa «fluir» se asoció con él. El flúor se aisló por primera vez mediante electrólisis a baja temperatura, un proceso que todavía se emplea en la producción moderna. La producción industrial de gas fluorado para el enriquecimiento de uranio, su mayor aplicación, comenzó durante el Proyecto Manhattan en la Segunda Guerra Mundial.
El flúor nunca se encuentra sin combinar y forma ácido fluorhídrico cuando se mezcla con agua.
El fluoruro se agrega deliberadamente a la mayoría de los suministros de agua potable en los EE. UU. Para ayudar a prevenir las caries. Aunque las concentraciones bajas protegen, las concentraciones más altas provocan un moteado antiestético. El MCL de EE. UU. Para el fluoruro es de 4 mg / L.
El ácido fluorhídrico está poco ionizado en comparación con otros ácidos fuertes como el clorhídrico, nítrico, sulfúrico, etc. Muy peligroso de manipular debido a la extrema toxicidad y adsorción a través de la piel. Forma el anión fluorosilícico cuando hay suficiente sílice presente. Graba el vidrio y puede difundirse a través de algunos plásticos.
El fósforo es un elemento químico de símbolo P y número atómico 15. Como elemento, el fósforo existe en dos formas principales: fósforo blanco y fósforo rojo, pero debido a que es altamente reactivo, el fósforo nunca se encuentra como un elemento libre en la Tierra. Al 0.099%, el fósforo es el pnictógeno más abundante en la corteza terrestre. Con pocas excepciones, los minerales que contienen fósforo se encuentran en el estado de oxidación máxima como rocas de fosfato inorgánico.
La primera forma de fósforo elemental que se produce (fósforo blanco, en 1669) emite un tenue resplandor cuando se expone al oxígeno; de ahí el nombre, tomado de la mitología griega, Φωσφόρος que significa «portador de luz» (Lucifer en latín), refiriéndose al » Morning Star «, el planeta Venus (o Mercurio). El término «fosforescencia», que significa resplandor después de la iluminación, se deriva originalmente de esta propiedad del fósforo, aunque desde entonces esta palabra se ha utilizado para un proceso físico diferente que produce un resplandor. El brillo del fósforo en sí se origina a partir de la oxidación del fósforo blanco (pero no rojo), un proceso que ahora se denomina quimioluminiscencia. Junto con el nitrógeno, el arsénico y el antimonio, el fósforo se clasifica como un pictógeno.
El fósforo se utiliza en una gran variedad de productos que van desde fuegos artificiales hasta fósforos y armas químicas. Los compuestos de fósforo se utilizan ampliamente en fertilizantes, como inhibidores de incrustaciones, en polvo de hornear y como aditivos detergentes.
El fosfato es un nutriente vegetal y un contribuyente principal al crecimiento de algas verde azuladas que pueden liberar cianotoxinas en nuestra agua potable. El fosfato se elimina mediante resinas de intercambio aniónico, pero de forma no selectiva. Los medios selectivos de arsénico muestran una fuerte preferencia por el fosfato.
El francio es un elemento químico de símbolo Fr y número atómico 87. Solía ser conocido como eka-cesio y actinio K. Es el segundo elemento menos electronegativo, solo detrás del cesio. El francio es un metal altamente radiactivo que se descompone en astato, radio y radón. Como metal alcalino, tiene un electrón de valencia.
El francio a granel nunca se ha visto. Debido a la apariencia general de los otros elementos en la columna de su tabla periódica, se supone que el francio aparecería como un metal altamente reflectante, si se pudiera juntar lo suficiente para ser visto como un sólido o líquido a granel. Obtener una muestra de este tipo es muy improbable, ya que el calor extremo de descomposición (la vida media de su isótopo de vida más larga es de solo 22 minutos) vaporizaría inmediatamente cualquier cantidad visible del elemento.
El francio es el segundo elemento natural más raro y fue el último elemento descubierto por primera vez en la naturaleza, en lugar de por síntesis. No se han estudiado sus propiedades químicas y físicas.
El gadolinio es un elemento químico de símbolo Gd y número atómico 64. Es un metal de tierras raras de color blanco plateado, maleable y dúctil. Se encuentra en la naturaleza solo en forma combinada (sal).
El gadolinio metálico posee propiedades metalúrgicas inusuales, en la medida en que tan solo un 1% de gadolinio puede mejorar significativamente la trabajabilidad y la resistencia a la oxidación a alta temperatura del hierro, cromo y aleaciones relacionadas. El gadolinio como metal o sal tiene una absorción de neutrones excepcionalmente alta y, por lo tanto, se utiliza para blindaje en radiografías de neutrones y en reactores nucleares. Como la mayoría de las tierras raras, el gadolinio forma un catión trivalente en agua con propiedades fluorescentes y sus sales son generalmente solubles. Por tanto, las sales de gadolinio (III) se han utilizado como fósforos verdes en diversas aplicaciones.
El galio es un elemento químico de símbolo Ga y número atómico 31. Está en el grupo 13 de la tabla periódica y, por lo tanto, tiene similitudes con los otros metales del grupo, aluminio, indio y talio. El galio no se encuentra como un elemento libre en la naturaleza, sino como compuestos de galio (III) en cantidades traza en minerales de zinc y en bauxita. El galio elemental es un metal azul plateado suave a temperatura y presión estándar, un sólido quebradizo a bajas temperaturas y un líquido a temperaturas superiores a 29,76 ° C (85,57 ° F) (ligeramente por encima de la temperatura ambiente). El punto de fusión del galio se utiliza como punto de referencia de temperatura. La aleación de galinstan (68,5% de galio, 21,5% de indio y 10% de estaño) tiene un punto de fusión aún más bajo de -19 ° C (-2 ° F), muy por debajo del punto de congelación del agua.
Desde su descubrimiento en 1875, el galio se ha utilizado para hacer aleaciones con puntos de fusión bajos. También se utiliza en semiconductores como dopante en sustratos semiconductores.
El galio se utiliza principalmente en la fabricación de productos electrónicos, especialmente LED. El arseniuro de galio, el principal compuesto químico del galio en la electrónica, se utiliza en circuitos de microondas, circuitos de conmutación de alta velocidad y circuitos infrarrojos. El galio también se utiliza en aleaciones de bajo punto de fusión y en termómetros «ecológicos» debido a su baja toxicidad.
El arseniuro de galio se puede descomponer y luego la porción de arsénico se puede eliminar con medios selectivos de arsénico como ResinTech ASM-10-HP.
El germanio es un elemento químico de símbolo Ge y número atómico 32. Es un metaloide brillante, duro, de color blanco grisáceo en el grupo del carbono, químicamente similar a su grupo vecino al estaño y al silicio. El germanio puro es un semiconductor con una apariencia similar al silicio elemental. Al igual que el silicio, el germanio reacciona de forma natural y forma complejos con el oxígeno en la naturaleza. A diferencia del silicio, es demasiado reactivo para encontrarse naturalmente en la Tierra en estado libre (elemental).
Debido a que rara vez aparece en alta concentración, el germanio se descubrió relativamente tarde en la historia de la química. El germanio se ubica cerca del quincuagésimo lugar en abundancia relativa de los elementos en la corteza terrestre.
Se utiliza germanio en lugar de silicio en semiconductores de alta gama como LED y paneles solares.
El germanio forma compuestos covalentes que en su mayoría no están ionizados. Es un semiconductor del mismo grupo que el silicio. Los usos actuales incluyen fibra óptica y gafas de visión nocturna.
El hafnio es un elemento químico de símbolo Hf y número atómico 72. El hafnio, un metal gris plateado y brillante, tiene una sección transversal de captura de neutrones alta, lo que lo hace útil en ciertas aplicaciones nucleares. El hafnio es el metal hermano del circonio y tiene propiedades similares.
El hafnio se utiliza en filamentos y electrodos. Algunos procesos de fabricación de semiconductores utilizan su óxido para circuitos integrados a 45 nm y longitudes de características más pequeñas. Algunas superaleaciones utilizadas para aplicaciones especiales contienen hafnio en combinación con niobio, titanio o tungsteno. La gran sección transversal de captura de neutrones del hafnio lo convierte en un buen material para la absorción de neutrones en barras de control en centrales nucleares, pero al mismo tiempo requiere que sea eliminado de las aleaciones de circonio resistentes a la corrosión transparentes a los neutrones utilizadas en los reactores nucleares.
Si se ioniza en agua, el hafnio forma un catión tetravalente.
El hasio es un elemento químico de símbolo Hs y número atómico 108. Es un elemento sintético (un elemento que se puede crear en un laboratorio pero que no se encuentra en la naturaleza) y radiactivo; el isótopo más estable conocido, 269Hs, tiene una vida media de aproximadamente 9,7 segundos, aunque un estado metaestable no confirmado, 277 mHs, puede tener una vida media más larga de aproximadamente 130 segundos. Hasta la fecha se han sintetizado más de 100 átomos de hasio. Se sintetiza fusionando dos elementos más ligeros.
Los experimentos químicos han confirmado que el hassio se comporta como el homólogo más pesado del osmio. Las propiedades químicas del hasio se caracterizan solo en parte, pero se comparan bien con la química de los otros elementos del grupo 8. En grandes cantidades, se espera que el hasio sea un metal plateado que reacciona fácilmente con el oxígeno en el aire, formando un tetróxido volátil.
El helio es un elemento químico de símbolo He y número atómico 2. Es un gas monoatómico incoloro, inodoro, insípido, no tóxico, inerte, el primero en el grupo de gases nobles en la tabla periódica. Su punto de ebullición es el más bajo entre todos los elementos.
Después del hidrógeno, el helio es el segundo elemento más ligero y el segundo más abundante en el universo observable, estando presente en aproximadamente el 24% de la masa elemental total, que es más de 12 veces la masa de todos los elementos más pesados combinados. Su abundancia es similar a esta figura en el Sol y en Júpiter. Esto se debe a la energía de enlace nuclear muy alta (por nucleón) del helio-4 con respecto a los siguientes tres elementos después del helio.
Esta energía de enlace de helio-4 también explica por qué es un producto tanto de la fusión nuclear como de la desintegración radiactiva. La mayor parte del helio del universo es helio-4 y se cree que se formó durante el Big Bang. Se están creando grandes cantidades de helio nuevo mediante la fusión nuclear de hidrógeno en las estrellas.
El helio se utiliza en criogenia, soldadura con gas inerte y en globos más ligeros que los de aire y dirigibles.
El hidrógeno es un elemento químico con símbolo químico H y número atómico 1. Con un peso atómico de 1.00794 u, el hidrógeno es el elemento más ligero de la tabla periódica.
Su forma monoatómica (H) es la sustancia química más abundante en el Universo, constituyendo aproximadamente el 75% de toda la masa bariónica. Las estrellas no remanentes están compuestas principalmente de hidrógeno en estado de plasma. El isótopo más común de hidrógeno, denominado protio (nombre que se usa raramente, símbolo 1H), tiene un protón y no tiene neutrones.
La aparición universal del hidrógeno atómico se produjo por primera vez durante la época de la recombinación. A temperatura y presión estándar, el hidrógeno es un gas diatómico incoloro, inodoro, insípido, no tóxico, no metálico y altamente combustible con la fórmula molecular H2. Dado que el hidrógeno forma fácilmente compuestos covalentes con la mayoría de los elementos no metálicos, la mayor parte del hidrógeno en la Tierra existe en formas moleculares combinadas con oxígeno para formar agua o con carbono para formar compuestos orgánicos.
El hidronio (hidrógeno) es el ácido que se forma cuando el agua se ioniza. Los iones de hidrógeno bajan el pH. Los iones de hidrógeno participan en muchas reacciones químicas y son útiles en aplicaciones de intercambio iónico como fuente de contraiones para resinas catiónicas.
El agua tritiada se puede eliminar en el agua de hidratación mediante una resina catiónica ácida fuerte en forma de aluminio.
La alcalinidad del hidróxido es la base que se forma cuando el agua se ioniza. Los iones de hidróxido aumentan el pH. Los hidróxidos participan en muchas reacciones químicas y son útiles en aplicaciones de intercambio iónico como fuente de contraiones para resinas aniónicas.
El hierro es un elemento químico con símbolo Fe (del latín: ferrum) y número atómico 26. Es un metal de la primera serie de transición. Es en masa el elemento más común en la Tierra, formando gran parte del núcleo externo e interno de la Tierra. Es el cuarto elemento más común en la corteza terrestre. Su abundancia en planetas rocosos como la Tierra se debe a su abundante producción por fusión en estrellas de gran masa, donde es el último elemento en producirse con liberación de energía antes del violento colapso de una supernova, que esparce el hierro al espacio.
Como los otros elementos del grupo 8, rutenio y osmio, el hierro existe en una amplia gama de estados de oxidación, de -2 a +6, aunque +2 y +3 son los más comunes. El hierro elemental se encuentra en los meteoritos y otros entornos con poco oxígeno, pero es reactivo al oxígeno y al agua. Las superficies de hierro fresco tienen un aspecto gris plateado brillante, pero se oxidan en el aire normal para dar óxidos de hierro hidratados, comúnmente conocidos como óxido. A diferencia de los metales que forman capas de óxido pasivante, los óxidos de hierro ocupan más volumen que el metal y, por lo tanto, se desprenden, exponiendo las superficies frescas a la corrosión.
El hierro metálico se ha utilizado ampliamente desde la antigüedad como material de construcción. El hierro tiene un papel biológico importante en el transporte de oxígeno a través de la hemoglobina.
Las resinas de aniones de base fuerte en forma de cloruro son eficaces para eliminar trazas de hierro del ácido clorhídrico u otras soluciones con altas concentraciones de cloruro.
El hierro férrico, más comúnmente en la forma insoluble de Fe2O3 (rojo) o Fe3O4 (negro) se puede filtrar del agua mediante una variedad de métodos de filtración. El hierro férrico (en forma de cloruro férrico) se agrega comúnmente al agua como coagulante. Los precipitantes de hierro férrico se utilizan a veces para ayudar a eliminar trazas de contaminantes como arsénico, selenio, etc.
El hierro ferroso (a veces conocido como hierro de agua clara) se puede eliminar mediante una variedad de resina catiónica en forma de sodio o de hidrógeno.
El holmio es un elemento químico de símbolo Ho y número atómico 67. El holmio, que forma parte de la serie de los lantánidos, es un elemento de tierras raras. El holmio elemental es un metal blanco plateado relativamente blando y maleable. Es demasiado reactivo para encontrarse sin combinar en la naturaleza, pero cuando se aísla, es relativamente estable en aire seco a temperatura ambiente. Sin embargo, reacciona con el agua y se corroe fácilmente, y también se quema en el aire cuando se calienta.
El holmio se encuentra en los minerales monacita y gadolinita, y generalmente se extrae comercialmente de la monacita mediante técnicas de intercambio iónico. Sus compuestos en la naturaleza, y en casi toda la química de su laboratorio, forman un catión trivalente que contiene iones Ho (III). Los iones trivalentes de holmio tienen propiedades fluorescentes similares a muchos otros iones de tierras raras (mientras que producen su propio conjunto de líneas de luz de emisión únicas), y los iones de holmio se utilizan de la misma manera que algunas otras tierras raras en ciertas aplicaciones de colorantes de vidrio y láser.
El holmio absorbe fuertemente neutrones y se utiliza como «veneno consumible» en reactores nucleares. El holmio también tiene la mayor permeabilidad magnética de todos los elementos y se utiliza como pieza polar en algunos imanes estáticos. La mayoría de las sales de holmio son bastante solubles.
El indio es un elemento químico de símbolo In y número atómico 49. Es un metal de postransición que constituye 0,21 partes por millón de la corteza terrestre. Muy suave y maleable, el indio tiene un punto de fusión más alto que el sodio y el galio, pero más bajo que el litio o el estaño. Ferdinand Reich y Hieronymous Theodor Richter lo descubrieron con espectroscopía en 1863, nombrándolo por la línea azul índigo en su espectro. Se aisló al año siguiente.
Químicamente, el indio es similar al galio y al talio, y es en gran parte intermedio entre los dos en términos de sus propiedades. Es un componente menor en los minerales de sulfuro de zinc y se produce como subproducto del refinamiento de zinc. Se utiliza sobre todo en la industria de los semiconductores, en aleaciones metálicas de bajo punto de fusión, como soldaduras, en sellos de metal blando de alto vacío y en la producción de recubrimientos conductores transparentes de óxido de indio y estaño (ITO) sobre vidrio. El indio no tiene ningún papel biológico, aunque sus compuestos son algo tóxicos cuando se inyectan en el torrente sanguíneo. La mayor parte de la exposición ocupacional es a través de la ingestión, de la cual los compuestos de indio no se absorben bien, y la inhalación, de la cual se absorben moderadamente.
El iridio es un elemento químico de símbolo Ir y número atómico 77. El iridio, un metal de transición muy duro, quebradizo, de color blanco plateado del grupo del platino, generalmente se le atribuye ser el segundo elemento más denso (después del osmio). También es el metal más resistente a la corrosión, incluso a temperaturas de hasta 2000 ° C. Aunque solo ciertas sales fundidas y halógenos son corrosivos para el iridio sólido, el polvo de iridio finamente dividido es mucho más reactivo y puede ser inflamable.
El iridio se descubrió en 1803 entre las impurezas insolubles del platino natural. Smithson Tennant, el descubridor principal, nombró iridio por la diosa griega Iris, personificación del arco iris, debido a los llamativos y diversos colores de sus sales. El iridio es uno de los elementos más raros de la corteza terrestre, con una producción y consumo anual de solo tres toneladas. 191Ir y 193Ir son los dos únicos isótopos de iridio que se encuentran en la naturaleza, así como los únicos isótopos estables; el último es el más abundante de los dos.
El iridio forma aniones complejos en presencia de altas concentraciones de halógenos y cianuros, pero no reacciona con ácidos, sales o bases.
El lantano es un elemento químico metálico blando, dúctil, de color blanco plateado con símbolo La y número atómico 57. Se empaña rápidamente cuando se expone al aire y es lo suficientemente suave como para cortarlo con un cuchillo. El lantano es el más ligero de los elementos de tierras raras. El estado de oxidación habitual es +3. El lantano no tiene ningún papel biológico y no es muy tóxico.
El lantano suele aparecer junto con el cerio y otros elementos de tierras raras. El lantano fue encontrado por primera vez por el químico sueco Carl Gustav Mosander en 1839 como una impureza en el nitrato de cerio, de ahí el nombre lantano, del griego antiguo λανθάνειν (lanthanein), que significa «permanecer escondido». Aunque está clasificado como un elemento de tierras raras, el lantano es el vigésimo octavo elemento más abundante en la corteza terrestre, casi tres veces más abundante que el plomo. En minerales como la monacita y la bastnäsita, el lantano constituye aproximadamente una cuarta parte del contenido de lantánidos. Se extrae de esos minerales mediante un proceso de tal complejidad que el metal de lantano puro no se aisló hasta 1923.
A diferencia del cerio y otras tierras raras, el lantano no forma complejos con HCl. Los compuestos de lantano se utilizan como catalizadores y en una variedad de aplicaciones especiales que incluyen adsorbentes para contaminantes como el arsénico.
El lawrencio es un elemento químico sintético con símbolo químico Lr (antes Lw) y número atómico 103. Recibe su nombre en honor a Ernest Lawrence, inventor del ciclotrón, un dispositivo que se utilizó para descubrir muchos elementos radiactivos artificiales.
Un metal radiactivo, el lawrencio es el undécimo elemento transuránico y también es el miembro final de la serie de actínidos. Como todos los elementos con número atómico superior a 100, el lawrencio solo se puede producir en aceleradores de partículas bombardeando elementos más ligeros con partículas cargadas. Actualmente se conocen doce isótopos de lawrencio; el más estable es 266Lr con una vida media de 11 horas, pero el 260Lr de vida más corta (vida media 2.7 minutos) se usa con mayor frecuencia en química porque puede producirse a mayor escala.
Los experimentos químicos han confirmado que el lawrencio se comporta como un homólogo más pesado del lutecio en la tabla periódica y es un elemento trivalente. Por lo tanto, también podría clasificarse como el primero de los metales de transición del séptimo período: sin embargo, su configuración electrónica es anómala para su posición en la tabla periódica, teniendo una configuración s2p en lugar de la configuración s2d de su homólogo lutecio.
El litio (del griego: λίθος lithos, «piedra») es un elemento químico con el símbolo Li y el número atómico 3. Es un metal blando de color blanco plateado que pertenece al grupo de elementos químicos de los metales alcalinos.
En condiciones estándar, es el metal más ligero y el elemento sólido menos denso. Como todos los metales alcalinos, el litio es muy reactivo e inflamable. Por esta razón, normalmente se almacena en aceite mineral. Cuando se abre, exhibe un brillo metálico, pero el contacto con el aire húmedo corroe la superficie rápidamente a un gris plateado opaco, luego a un deslustre negro.
Debido a su alta reactividad, el litio nunca se encuentra libremente en la naturaleza y, en cambio, solo aparece en compuestos, que generalmente son iónicos. El litio se encuentra en varios minerales pegmatíticos, pero debido a su solubilidad como ión, está presente en el agua del océano y se obtiene comúnmente a partir de salmueras y arcillas. A escala comercial, el litio se aísla electrolíticamente de una mezcla de cloruro de litio y cloruro de potasio.
La fuerte electropositividad del litio lo hace útil para baterías y en síntesis orgánica. El mayor uso de los compuestos de litio es como aditivo para cerámicas y esmaltes.
El isótopo de litio 7 tiene un área de sección transversal de neutrones muy pequeña, lo que lo hace útil como contraión para las sales de borato utilizadas en los reactores nucleares.
Los compuestos de litio se utilizan ampliamente en la fabricación de baterías de alta densidad de energía, así como en lubricantes y cerámicas. Las sales de litio tienen propiedades medicinales estabilizadoras del estado de ánimo.
El lutecio es un elemento químico de símbolo Lu y número atómico 71. Es un metal blanco plateado, que resiste la corrosión en seco, pero no en aire húmedo. Es el último elemento de la serie de los lantánidos y tradicionalmente se cuenta entre las tierras raras.
El lutecio fue descubierto de forma independiente en 1907 por el científico francés Georges Urbain, el mineralogista austríaco Carl Auer von Welsbach y el químico estadounidense Charles James. Todos estos investigadores encontraron lutecio como una impureza en el mineral iterbia, que anteriormente se pensaba que consistía completamente en iterbio. La disputa sobre la prioridad del descubrimiento ocurrió poco después, con Urbain y Welsbach acusándose mutuamente de publicar resultados influenciados por la investigación publicada del otro; el honor del nombre fue para Urbain, ya que había publicado sus resultados anteriormente. Eligió el nombre lutecio para el nuevo elemento, pero en 1949 la ortografía del elemento 71 se cambió a lutecio.
El lutecio se utiliza a veces como trazador para determinar la edad de minerales y meteoritos.
El magnesio es un elemento químico de símbolo Mg y número atómico 12. Es un sólido gris brillante que tiene un gran parecido físico con los otros cinco elementos en la segunda columna (Grupo 2, o metales alcalinotérreos) de la tabla periódica: todos los elementos del Grupo 2 tienen la misma configuración electrónica en la capa externa de electrones y una estructura cristalina similar.
El magnesio es el noveno elemento más abundante del universo. Se produce en estrellas grandes y envejecidas a partir de la adición secuencial de tres núcleos de helio a un núcleo de carbono. Cuando estas estrellas explotan como supernovas, gran parte del magnesio se expulsa al medio interestelar, donde puede reciclarse en nuevos sistemas estelares. El magnesio es el octavo elemento más abundante en la corteza terrestre y el cuarto elemento más común en la Tierra (después del hierro, el oxígeno y el silicio), constituyendo el 13% de la masa del planeta y una gran fracción del manto del planeta. Es el tercer elemento más abundante disuelto en agua de mar, después del sodio y el cloro.
El magnesio es un metal ligero y resistente que se utiliza en la fabricación de bloques de motores, piezas de aviones y aleaciones de aluminio y magnesio.
Los iones magnesio se pueden eliminar de la salmuera utilizando resinas quelantes de tipo iminodiacético o aminofosfónico.
El magnesio se elimina fácilmente mediante resinas catiónicas de ácido fuerte en forma de sodio con un TDS modesto.
El manganeso es un elemento químico de símbolo Mn y número atómico 25. No se encuentra como un elemento libre en la naturaleza; a menudo se encuentra en minerales en combinación con hierro.
Históricamente, el manganeso lleva el nombre de varios minerales negros (como la pirolusita) de la misma región de Magnesia en Grecia, que dio nombres al magnesio, Mg y magnetita de sonido similar, un mineral del elemento hierro, Fe. A mediados del siglo XVIII, el químico sueco Carl Wilhelm Scheele había utilizado pirolusita para producir cloro. Scheele y otros sabían que la pirolusita (ahora conocida como dióxido de manganeso) contenía un nuevo elemento, pero no pudieron aislarlo. Johan Gottlieb Gahn fue el primero en aislar una muestra impura de metal manganeso en 1774, lo que hizo reduciendo el dióxido con carbono.
El fosfatado de manganeso se utiliza para prevenir la oxidación y la corrosión en el acero. El manganeso ionizado se utiliza industrialmente como pigmentos de varios colores, que dependen del estado de oxidación de los iones.
Aunque el metal de manganeso casi nunca se usa, el manganeso es una aleación importante en la fabricación de acero inoxidable. Los compuestos de manganeso tienen un uso amplio y el dióxido de manganeso es un medio redox común.
El manganeso se puede eliminar mediante resinas de ablandamiento del agua, siempre que se excluya el oxígeno del agua para que el manganeso siga siendo un catión divalente.
El dióxido de manganeso se utiliza como medio redox para mejorar la oxidación del hierro y el manganeso (soluble).
El permanganato se usa como desinfectante en agua potable porque produce niveles mucho más bajos de subproductos de desinfección que el cloro o la lejía. El permanganato también se utiliza como oxidante en filtros redox para la eliminación de hierro y manganeso.
El mendelevio es un elemento sintético con símbolo químico Md (antes Mv) y número atómico 101. Un elemento transuránico radiactivo metálico de la serie de los actínidos, es el primer elemento que actualmente no se puede producir en cantidades macroscópicas mediante el bombardeo de neutrones de elementos más ligeros. Es el penúltimo actínido y el noveno elemento transuránico. Solo se puede producir en aceleradores de partículas bombardeando elementos más ligeros con partículas cargadas. Se conocen un total de dieciséis isótopos de mendelevio, siendo el más estable 258Md con una vida media de 51 días; sin embargo, el 256Md de vida más corta (vida media de 1.27 horas) se usa más comúnmente en química porque se puede producir a mayor escala.
El mendelevio fue descubierto bombardeando einstenio con partículas alfa en 1955, el mismo método que todavía se usa para producirlo en la actualidad. Lleva el nombre de Dmitri Mendeleev, padre de la tabla periódica de los elementos químicos. El mendelevio se produce bombardeando einstenio con partículas alfa.
El mercurio es un elemento químico de símbolo Hg y número atómico 80. Se conoce comúnmente como mercurio y antes se llamaba hydrargyrum. El mercurio, un elemento de bloque en D plateado y pesado, es el único elemento metálico que es líquido en condiciones estándar de temperatura y presión; el único otro elemento que es líquido en estas condiciones es el bromo, aunque metales como el cesio, galio y rubidio se funden justo por encima de la temperatura ambiente.
El mercurio se encuentra en depósitos en todo el mundo principalmente como cinabrio (sulfuro de mercurio). El pigmento rojo bermellón se obtiene triturando cinabrio natural o sulfuro de mercurio sintético.
El mercurio se utiliza en termómetros, barómetros, manómetros, esfigmomanómetros, válvulas de flotador, interruptores de mercurio, relés de mercurio, lámparas fluorescentes y otros dispositivos, aunque las preocupaciones sobre la toxicidad del elemento han llevado a que los termómetros y esfigmomanómetros de mercurio se eliminen en gran medida en entornos clínicos a favor de alternativas tales como termómetros de vidrio llenos de alcohol o galinstán e instrumentos electrónicos basados en termistor o infrarrojos.
El mercurio forma amalgamas con muchos metales y alguna vez se usó en empastes dentales y para extraer oro de varios minerales. El mercurio todavía se usa como conservante en las vacunas a pesar de su conocida toxicidad. Se han reducido los usos comerciales del mercurio, sin embargo, las emisiones de mercurio de las centrales eléctricas de carbón siguen siendo una fuente dominante de mercurio en nuestro medio ambiente.
El mercurio es una potente neurotoxina. La mayor parte del mercurio en nuestro medio ambiente proviene actualmente de centrales eléctricas de carbón. Las emisiones de mercurio en aerosol permanecen en la atmósfera superior durante largos períodos de tiempo, lo que lo convierte en un problema mundial. Las resinas selectivas con funcionalidad tiol tienen una alta afinidad por el mercurio catiónico.
Los compuestos orgánicos de mercurio, en particular el metilmercurio, se forman a partir de la reacción del mercurio elemental o catiónico con materia orgánica.
El molibdeno es un elemento químico de símbolo Mo y número atómico 42. El nombre proviene del neolatino molybdaenum, del griego antiguo Μόλυβδος molybdos, que significa plomo, ya que sus minerales se confundían con minerales de plomo. Los minerales de molibdeno se han conocido a lo largo de la historia, pero el elemento fue descubierto (en el sentido de diferenciarlo como una nueva entidad de las sales minerales de otros metales) en 1778 por Carl Wilhelm Scheele. El metal fue aislado por primera vez en 1781 por Peter Jacob Hjelm.
El molibdeno no se produce de forma natural como metal libre en la Tierra; se encuentra solo en varios estados de oxidación en minerales. El elemento libre, un metal plateado con un tinte gris, tiene el sexto punto de fusión más alto de cualquier elemento. Forma fácilmente carburos duros y estables en las aleaciones y, por esta razón, la mayor parte de la producción mundial del elemento (aproximadamente el 80%) se utiliza en aleaciones de acero, incluidas las aleaciones de alta resistencia y las superaleaciones.
La mayoría de los compuestos de molibdeno tienen baja solubilidad en agua, pero cuando los minerales que contienen molibdeno entran en contacto con el oxígeno y el agua, el ion molibdato resultante es bastante soluble.
El molibdato, aunque es menos efectivo que el cromato, se usa comúnmente en sistemas de enfriamiento de circuito cerrado, como inhibidor de la corrosión. Los molibdatos también son catalizadores y lubricantes.
El neodimio es un elemento químico de símbolo Nd y número atómico 60. Es un metal plateado suave que se empaña en el aire. El neodimio fue descubierto en 1885 por el químico austriaco Carl Auer von Welsbach. Está presente en cantidades significativas en los minerales de mena monacita y bastnäsite. El neodimio no se encuentra naturalmente en forma metálica o sin mezclar con otros lantánidos, y generalmente se refina para uso general. Aunque el neodimio está clasificado como una tierra rara, es un elemento bastante común, no más raro que el cobalto, el níquel y el cobre, y está ampliamente distribuido en la corteza terrestre. La mayor parte del neodimio comercial del mundo se extrae en China.
Los compuestos de neodimio se utilizaron comercialmente por primera vez como tintes para vidrio en 1927 y siguen siendo un aditivo popular en los vidrios. El color de los compuestos de neodimio, debido al ion Nd3 +, a menudo es de color púrpura rojizo, pero cambia con el tipo de iluminación, debido a la interacción de las bandas nítidas de absorción de luz del neodimio con la luz ambiental enriquecida con las bandas de emisión visibles nítidas de mercurio, europio trivalente o terbio. Algunos vidrios dopados con neodimio también se utilizan en láseres que emiten infrarrojos con longitudes de onda entre 1047 y 1062 nanómetros. Estos se han utilizado en aplicaciones de potencia extremadamente alta, como experimentos de fusión por confinamiento inercial.
El neodimio se oxida fácilmente para formar un catión trivalente. La mayoría de las sales de neodimio son solubles en agua.
El neón es un elemento químico de símbolo Ne y número atómico 10. Está en el grupo 18 (gases nobles) de la tabla periódica. El neón es un gas monoatómico inerte, incoloro e inodoro en condiciones estándar, con aproximadamente dos tercios de la densidad del aire. Fue descubierto (junto con el criptón y el xenón) en 1898 como uno de los tres raros elementos inertes residuales que quedan en el aire seco, después de que se eliminaran el nitrógeno, el oxígeno, el argón y el dióxido de carbono. El neón fue el segundo de estos tres gases raros en ser descubierto, y fue inmediatamente reconocido como un nuevo elemento de su espectro de emisión de color rojo brillante. El nombre neón se deriva de la palabra griega, νέον, forma singular neutra de νέος (neos), que significa nuevo. El neón es químicamente inerte y no forma compuestos químicos sin carga. Los compuestos de neón incluyen moléculas iónicas, moléculas unidas por fuerzas de van der Waals y clatratos.
Durante la nucleogénesis cósmica de los elementos, se forman grandes cantidades de neón a partir del proceso de fusión por captura alfa en las estrellas. Aunque el neón es un elemento muy común en el universo y el sistema solar (es el quinto en abundancia cósmica después del hidrógeno, helio, oxígeno y carbono), es muy raro en la Tierra. Se compone de aproximadamente 18,2 ppm de aire por volumen (esto es aproximadamente lo mismo que la fracción molecular o molar) y una fracción más pequeña en la corteza terrestre.
El neón emite una luz naranja / roja cuando se coloca en un campo eléctrico y se usa en luces y láseres.
El neptunio es un elemento químico de símbolo Np y número atómico 93. Un metal actínido radiactivo, el neptunio es el primer elemento transuránico. Su posición en la tabla periódica justo después del uranio, que lleva el nombre del planeta Urano, llevó a que se le pusiera el nombre de Neptuno, el próximo planeta más allá de Urano. Un átomo de neptunio tiene 93 protones y 93 electrones, de los cuales siete son electrones de valencia. El metal de neptunio es plateado y se empaña cuando se expone al aire. El elemento se presenta en tres formas alotrópicas y normalmente presenta cinco estados de oxidación, que van de +3 a +7. Es radioactivo, venenoso, pirofórico y puede acumularse en los huesos, lo que hace que la manipulación del neptunio sea peligrosa.
Aunque se hicieron muchas afirmaciones falsas de su descubrimiento a lo largo de los años, el elemento fue sintetizado por primera vez por Edwin McMillan y Philip H. Abelson en el Laboratorio de Radiación de Berkeley en 1940. Desde entonces, la mayor parte del neptunio se ha producido y se sigue produciendo mediante la irradiación de neutrones de uranio en reactores nucleares. La gran mayoría se genera como subproducto en reactores nucleares convencionales.
El neptunio en soluciones ácidas forma cationes monovalentes o divalentes. En soluciones neutras a básicas forma un anión trivalente o es insoluble.
El niobio, antes columbio, es un elemento químico con símbolo Nb (antes Cb) y número atómico 41. Es un metal de transición blando, gris y dúctil, que a menudo se encuentra en el mineral pirocloro, la principal fuente comercial de niobio y columbita. El nombre proviene de la mitología griega: Niobe, hija de Tantalus ya que es muy similar al tantalio.
El niobio tiene propiedades físicas y químicas similares a las del elemento tantalio, y los dos son difíciles de distinguir. El químico inglés Charles Hatchett informó sobre un nuevo elemento similar al tantalio en 1801 y lo llamó columbio. En 1809, el químico inglés William Hyde Wollaston concluyó erróneamente que el tantalio y el columbio eran idénticos. El químico alemán Heinrich Rose determinó en 1846 que los minerales de tantalio contienen un segundo elemento, al que llamó niobio. En 1864 y 1865, una serie de hallazgos científicos aclararon que el niobio y el columbio eran el mismo elemento (a diferencia del tantalio), y durante un siglo ambos nombres se usaron indistintamente. El niobio fue adoptado oficialmente como el nombre del elemento en 1949, pero el nombre columbio sigue siendo de uso actual en la metalurgia de los Estados Unidos.
El niobio no se disuelve como un simple catión o anión y solo se encuentra en desechos mineros altamente ácidos. Si está presente en el agua, lo más probable es que sea un anión complejo.
El níquel es un elemento químico de símbolo Ni y número atómico 28. Es un metal brillante de color blanco plateado con un ligero tinte dorado. El níquel pertenece a los metales de transición y es duro y dúctil. El níquel puro, en polvo para maximizar el área de superficie reactiva, muestra una actividad química significativa, pero las piezas más grandes reaccionan lentamente con el aire en condiciones estándar porque se forma una capa de óxido en la superficie que evita una mayor corrosión (pasivación). Aun así, el níquel nativo puro se encuentra en la corteza terrestre solo en pequeñas cantidades, generalmente en rocas ultramáficas, y en el interior de meteoritos de níquel-hierro más grandes que no estuvieron expuestos al oxígeno cuando estaban fuera de la atmósfera terrestre.
El níquel meteórico se encuentra en combinación con el hierro, un reflejo del origen de esos elementos como principales productos finales de la nucleosíntesis de supernovas. Se cree que una mezcla de hierro y níquel compone el núcleo interno de la Tierra.
El uso de níquel (como una aleación meteórica natural de níquel-hierro) se remonta al 3500 a. C. Las características de dureza, pero dúctil, resistente a la corrosión del níquel lo hacen útil en acero de alta resistencia, aleaciones de cobre y níquel y en acero inoxidable.
Las sales de níquel se galvanizan fácilmente. El sulfato de níquel y el sulfamato de níquel, a menudo con ácido bórico como estabilizador del pH, se utilizan comúnmente. El níquel en el agua suele estar presente como catión divalente.
Se pueden encontrar trazas de níquel en el agua potable como producto de corrosión de las tuberías y accesorios niquelados. Sin embargo, el níquel es caro y no se utiliza habitualmente.
La producción de níquel a menudo se asocia con la minería de soluciones. El níquel se extrae del mineral con ácido y luego se purifica mediante intercambio iónico.
La resina aniónica de base fuerte tiene buena afinidad por el nitrato. Las aminas superiores (trietilamina, tributilamina, etc.) tienen una mayor afinidad por el nitrato y una menor afinidad por los iones divalentes como el sulfato, lo que las hace preferidas para muchas aplicaciones.
El nitrito se utiliza como antioxidante para conservar carnes y como estabilizador de pH e inhibidor de corrosión en circuitos de enfriamiento. El nitrito se elimina mediante una resina aniónica de base fuerte, pero dado que su afinidad es similar a la del cloruro, la capacidad de producción suele ser limitada.
El nitrógeno es un elemento químico de símbolo N y número atómico 7. Es el pnictógeno más ligero y, a temperatura ambiente, es un gas diatómico transparente e inodoro. El nitrógeno es un elemento común en el universo, estimado en aproximadamente el séptimo en abundancia total en la Vía Láctea y el Sistema Solar.
El nitrógeno es el elemento más abundante en la atmósfera de la Tierra y constituye aproximadamente el 78% de la atmósfera en volumen. Es esencial para la vida tal como la conocemos. También es el elemento no combinado más común en la Tierra, ya que todos los elementos más comunes ocurren principalmente como compuestos. El elemento nitrógeno fue descubierto como un componente separable del aire por el médico escocés Daniel Rutherford en 1772.
Muchos compuestos de importancia industrial, como el amoníaco, el ácido nítrico, los nitratos orgánicos (propulsores y explosivos) y los cianuros, contienen nitrógeno. El triple enlace extremadamente fuerte en el nitrógeno elemental (N≡N) domina la química del nitrógeno, lo que dificulta tanto a los organismos como a la industria convertir el N2 en compuestos útiles, pero al mismo tiempo provoca la liberación de grandes cantidades de energía a menudo útil cuando los compuestos se queman. , explotar o volver a descomponerse en gas nitrógeno. El amoníaco y los nitratos producidos sintéticamente son fertilizantes industriales clave, y los nitratos de fertilizantes son contaminantes clave en la eutrofización de los sistemas de agua.
El nitrógeno en el agua está presente como gas disuelto.
El óxido nitroso se ha utilizado como anestésico y como propulsor de aerosoles. También se utiliza como fuente de oxígeno en las carreras de resistencia, así como como intoxicante recreativo.
El Nobelio es un elemento químico sintético con símbolo No y número atómico 102. Recibe su nombre en honor a Alfred Nobel, inventor de la dinamita y benefactor de la ciencia. Un metal radiactivo, es el décimo elemento transuránico y es el penúltimo miembro de la serie de actínidos. Como todos los elementos con número atómico superior a 100, el nobelio solo se puede producir en aceleradores de partículas bombardeando elementos más ligeros con partículas cargadas. Se sabe que existen un total de doce isótopos de nobelio; el más estable es el 259No con una vida media de 58 minutos, pero el 255No de corta duración (vida media 3,1 minutos) se utiliza con mayor frecuencia en química porque se puede producir a mayor escala.
Los experimentos químicos han confirmado que el nobelio se comporta como un homólogo más pesado del iterbio en la tabla periódica. Las propiedades químicas del nobelio no se conocen por completo: en su mayoría solo se conocen en solución acuosa.
El Nobelio es un elemento transuránico radiactivo obtenido al bombardear uranio con neón. No tiene usos comerciales fuera de completar la tabla periódica.
La materia orgánica natural (NOM) se elimina fácilmente mediante resinas aniónicas de base fuerte. Las resinas acrílicas de base fuerte y las resinas estirénicas con alta porosidad funcionan mejor porque son más fáciles de regenerar.
El oro es un elemento químico con el símbolo Au y el número atómico 79. En su forma más pura, es un metal brillante, de color amarillo ligeramente rojizo, denso, blando, maleable y dúctil. Es uno de los elementos químicos menos reactivos y es sólido en condiciones estándar. Por lo tanto, el metal se encuentra a menudo en forma elemental libre (nativa), como pepitas o granos, en rocas, vetas y depósitos aluviales. Se presenta en una serie de solución sólida con el elemento nativo plata (como electro) y también está naturalmente aleado con cobre y paladio. Con menos frecuencia, se presenta en minerales como compuestos de oro, a menudo con telurio (telururos de oro).
El número atómico 79 del oro lo convierte en uno de los elementos de mayor número atómico que se producen de forma natural en el universo. Se cree que se produjo en la nucleosíntesis de supernovas y a partir de la colisión de estrellas de neutrones y que estuvo presente en el polvo a partir del cual se formó el Sistema Solar.
El oro es resistente a la corrosión y se considera un meta precioso. Se utiliza principalmente en joyería y como objeto de inversión.
El cloruro de oro se utiliza a veces en aplicaciones de enchapado «no electrolítico».
El chapado con cianuro alcalino es el método de chapado en oro más común.
El osmio (del griego ὀσμή osme, «olor») es un elemento químico con símbolo Os y número atómico 76. Es un metal de transición duro, quebradizo, de color blanco azulado en el grupo del platino que se encuentra como oligoelemento en las aleaciones, principalmente en los minerales de platino. El osmio es el elemento natural más denso, con una densidad de 22,59 g / cm3. Sus aleaciones con platino, iridio y otros metales del grupo del platino se emplean en plumillas de estilográficas, contactos eléctricos y otras aplicaciones donde se necesita una durabilidad y dureza extremas.
El osmio tiene un tinte azul grisáceo y es el elemento estable más denso, ligeramente más denso que el iridio. Los cálculos de densidad a partir de los datos de difracción de rayos X pueden producir los datos más fiables para estos elementos, dando un valor de 22,562 ± 0,009 g / cm3 para el iridio frente a 22,587 ± 0,009 g / cm3 para el osmio.
El osmio tiene una compresibilidad muy baja. Es un metal duro pero quebradizo que permanece brillante incluso a altas temperaturas. Los usos principales del tetróxido de osmio son la tinción de muestras para microscopía electrónica y la oxidación de alquenos en síntesis orgánica.
El oxígeno es un elemento químico de símbolo O y número atómico 8. Es un miembro del grupo calcógeno en la tabla periódica y es un agente oxidante y no metálico altamente reactivo que forma fácilmente óxidos con la mayoría de los elementos, así como con otros compuestos. En masa, el oxígeno es el tercer elemento más abundante del universo, después del hidrógeno y el helio. A temperatura y presión estándar, dos átomos del elemento se unen para formar dioxígeno, un gas diatómico incoloro e inodoro con la fórmula O2. Esta es una parte importante de la atmósfera y el gas oxígeno diatómico constituye el 20,8% de la atmósfera de la Tierra. Además, como óxidos, el elemento también constituye casi la mitad de la corteza terrestre.
El dioxígeno se usa en la respiración celular y muchas clases principales de moléculas orgánicas en los organismos vivos contienen oxígeno, como proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos y grasas, al igual que los principales compuestos inorgánicos constituyentes de las conchas, los dientes y los huesos de los animales. La mayor parte de la masa de los organismos vivos es oxígeno como componente del agua, el componente principal de las formas de vida. Por el contrario, el oxígeno se repone continuamente mediante la fotosíntesis, que utiliza la energía de la luz solar para producir oxígeno a partir del agua y el dióxido de carbono.
El ozono es uno de los agentes oxidantes más poderosos que se conocen, mucho más potente que el O2. En el tratamiento del agua, el ozono se utiliza como desinfectante y para promover reacciones de oxidación en sistemas de oxidación avanzados.
El paladio es un elemento químico de símbolo Pd y número atómico 46. Es un metal blanco plateado raro y brillante descubierto en 1803 por William Hyde Wollaston. Lo nombró en honor al asteroide Pallas, que a su vez lleva el nombre del epíteto de la diosa griega Atenea, adquirido por ella cuando mató a Pallas. El paladio, platino, rodio, rutenio, iridio y osmio forman un grupo de elementos denominados metales del grupo del platino (PGM). Estos tienen propiedades químicas similares, pero el paladio tiene el punto de fusión más bajo y es el menos denso de ellos.
Más de la mitad del suministro de paladio y su congénere, el platino, se utiliza en convertidores catalíticos, que convierten hasta el 90% de los gases nocivos en los gases de escape de los automóviles (hidrocarburos, monóxido de carbono y dióxido de nitrógeno) en sustancias menos nocivas (nitrógeno, dióxido de carbono). y vapor de agua). El paladio también se utiliza en electrónica, odontología, medicina, purificación de hidrógeno, aplicaciones químicas, tratamiento de aguas subterráneas y joyería. El paladio es un componente clave de las pilas de combustible, que reaccionan hidrógeno con oxígeno para producir electricidad, calor y agua.
El paladio es bastante soluble en comparación con otros metales del grupo del platino y se disuelve en una variedad de ácidos, notable agua regia.
Las sales que contienen hexacloroplatinato se utilizan en la galvanoplastia de platino.
El perclorato es un oxidante relativamente débil que se utiliza como fuente de oxígeno en el combustible para cohetes. El perclorato también es un contaminante en los fertilizantes de nitrato de amonio. Aunque todas las resinas de aniones de base fuerte tienen una alta afinidad por el perclorato, las aminas superiores (como la tributilamina) tienen una afinidad excepcional por el perclorato.
La plata es el elemento metálico con número atómico 47. Su símbolo es Ag, del latín argentum, derivado del griego ὰργὀς (literalmente «brillante» o «blanco»), y finalmente de una raíz del lenguaje protoindoeuropeo reconstruida como h2erǵ-, «gris» o «brillante». Un metal de transición suave, blanco y brillante, exhibe la mayor conductividad eléctrica, conductividad térmica y reflectividad de cualquier metal. El metal se encuentra en la corteza terrestre en forma elemental pura y libre («plata nativa»), como aleación con oro y otros metales, y en minerales como la argentita y la clorargirita. La mayor parte de la plata se produce como subproducto del refinado de cobre, oro, plomo y zinc.
La plata se ha valorado durante mucho tiempo como un metal precioso. El metal plateado se usa en muchos sistemas monetarios premodernos en monedas de lingotes, a veces junto con el oro: si bien es más abundante que el oro, es mucho menos abundante como metal nativo. Su pureza se mide típicamente por mil; una aleación pura al 94% se describe como «0,940 fina». Como uno de los siete metales de la antigüedad, la plata ha tenido un papel perdurable en la mayoría de las culturas humanas.
La conductividad de la plata la hace útil en electrónica especializada. La plata es dúctil y se puede pulir a un índice reflectante alto. La plata también se utiliza en espejos y como agente antibacteriano.
Los iones de plata se utilizan como desinfectante. El nitrato de plata es un valorante común que se utiliza para determinar la concentración de iones de cloruro.
El cianuro de plata se usa ampliamente en el plateado.
El tiosulfato de plata alguna vez se produjo como un subproducto de la fotografía, especialmente para los rayos X. El agua residual se pasó a través de una resina aniónica de base fuerte, luego se precipitó con ácido sulfúrico al 20% y la resina se reutilizó.
El platino es un elemento químico de símbolo Pt y número atómico 78. Es un metal de transición denso, maleable, dúctil, muy poco reactivo, precioso, de color blanco grisáceo. Su nombre se deriva del término español platina, traducido como «pequeña plata».
El platino es un miembro del grupo de elementos del platino y del grupo 10 de la tabla periódica de elementos. Tiene seis isótopos naturales. Es uno de los elementos más raros de la corteza terrestre con una abundancia promedio de aproximadamente 5 μg / kg. Ocurre en algunos minerales de níquel y cobre junto con algunos depósitos nativos, principalmente en Sudáfrica, que representa el 80% de la producción mundial. Debido a su escasez en la corteza terrestre, solo se producen unos pocos cientos de toneladas al año y, dados sus importantes usos, es muy valioso y es un importante producto de metales preciosos.
El platino es uno de los metales menos reactivos. Tiene una notable resistencia a la corrosión, incluso a altas temperaturas, por lo que se considera un metal noble. En consecuencia, el platino a menudo se encuentra químicamente no combinado como platino nativo.
Las sales de cloroplatinato se utilizan para galvanizar platino, también como una forma de separar el platino de otros metales.
El plomo (/ lɛd /) es un elemento químico con número atómico 82 y símbolo Pb (del latín: plumbum). Es un metal blando, maleable y pesado. El plomo sólido recién cortado tiene un color blanco azulado que pronto se empaña a un color grisáceo apagado cuando se expone al aire; el metal líquido tiene un brillo plateado y cromado brillante. La densidad del plomo de 11,34 g / cm3 supera la de la mayoría de los materiales comunes. El plomo tiene el segundo número atómico más alto de todos los elementos prácticamente estables. Como tal, el plomo se encuentra al final de algunas cadenas de desintegración de elementos más pesados, lo que en parte explica la abundancia relativa de plomo: excede las de otros elementos numerados de manera similar.
El plomo es un metal posterior a la transición y es relativamente inerte a menos que esté pulverizado. Su carácter metálico debilitado queda ilustrado por su naturaleza anfótera general: él y sus óxidos reaccionan tanto con ácidos como con bases. También muestra una marcada tendencia a la unión covalente. Sus compuestos se encuentran más comúnmente en el estado de oxidación +2, en lugar de +4, a diferencia de los elementos más ligeros del grupo 14.
El plomo es el elemento estable más pesado. Hubo un tiempo en que el plomo se usaba ampliamente en pinturas y como potenciador del octanaje de la gasolina. Sin embargo, los problemas de toxicidad han reducido drásticamente su uso.
El plomo en el agua potable que está presente en su forma iónica puede eliminarse mediante una variedad de resinas de intercambio catiónico, incluidos los tipos de ácido fuerte y ácido débil. El plomo no es soluble en aguas con alcalinidad significativa y con un pH superior a 8. En el medio ambiente, el plomo forma complejos con materia orgánica natural.
El plutonio es un elemento químico radiactivo transuránico con símbolo Pu y número atómico 94. Es un metal actínido de apariencia gris plateada que se empaña cuando se expone al aire y forma una capa opaca cuando se oxida. El elemento normalmente exhibe seis alótropos y cuatro estados de oxidación. Reacciona con carbono, halógenos, nitrógeno, silicio e hidrógeno. Cuando se expone al aire húmedo, forma óxidos e hidruros que pueden expandir la muestra hasta un 70% en volumen, que a su vez se descascaran como un polvo pirofórico. Es radiactivo y puede acumularse en los huesos, lo que hace que la manipulación del plutonio sea peligrosa.
El plutonio fue producido y aislado por primera vez el 14 de diciembre de 1940 por el Dr. Glenn T. Seaborg, Joseph W. Kennedy, Edwin M. McMillan y Arthur C. Wahl por bombardeo de deuterón de uranio-238 en el ciclotrón de 60 pulgadas en la Universidad. de California, Berkeley. Primero sintetizaron neptunio-238 (vida media 2,1 días) que posteriormente se descompuso beta para formar un nuevo elemento más pesado con número atómico 94 y peso atómico 238 (vida media 87,7 años). El uranio recibió el nombre del planeta Urano y el neptunio el del planeta Neptuno, por lo que el elemento 94 recibió el nombre de Plutón, que en ese momento también se consideraba un planeta.
El plutonio es el único elemento artificial producido deliberadamente en grandes cantidades. El plutonio es fisionable y puede usarse en armas nucleares y en plantas de energía nuclear. En agua forma un catión trivalente o tetravalente. Sin embargo, también puede formar el catión monovalente PuO2 +
El polonio es un elemento químico de símbolo Po y número atómico 84. Un metal raro y altamente radiactivo sin isótopos estables, el polonio es químicamente similar al selenio y al telurio, aunque también muestra semejanzas con sus vecinos horizontales talio, plomo y bismuto debido a su carácter metálico. Debido a la corta vida media de todos sus isótopos, su ocurrencia natural se limita a pequeños rastros del fugaz polonio 210 (con una vida media de 138 días) en los minerales de uranio, ya que es la penúltima hija del uranio natural. 238. Aunque existen isótopos de vida ligeramente más larga, son mucho más difíciles de producir. Hoy en día, el polonio se produce con mayor frecuencia en cantidades de miligramos mediante la irradiación de neutrones de bismuto. Debido a su intensa radiactividad, que da como resultado la radiólisis de enlaces químicos y un inmenso autocalentamiento radiactivo, su química se ha investigado principalmente en la escala de trazas únicamente.
El polonio fue descubierto en 1898 por Marie y Pierre Curie, cuando fue separado químicamente del mineral de uranio e identificado únicamente por su fuerte radiactividad: fue el primer elemento en ser descubierto.
El polonio no tiene usos comerciales.
El potasio es un elemento químico con símbolo K (derivado del neolatino, kalium) y número atómico 19. Primero se aisló de la potasa, las cenizas de las plantas, de donde deriva su nombre. En la tabla periódica, el potasio es uno de los metales alcalinos. Todos los metales alcalinos tienen un solo electrón de valencia en la capa externa de electrones, que se elimina fácilmente para crear un ión con carga positiva, un catión que se combina con los aniones para formar sales. El potasio en la naturaleza se encuentra solo en sales iónicas. El potasio elemental es un metal alcalino suave de color blanco plateado lo suficientemente suave como para cortar con un cuchillo. Se oxida rápidamente en el aire y reacciona vigorosamente con el agua, generando suficiente calor para encender el hidrógeno emitido en la reacción y arder con una llama de color lila. Se encuentra disuelto en agua de mar (que tiene un 0,04% de potasio en peso) y forma parte de muchos minerales.
El potasio natural se compone de tres isótopos, de los cuales 40K es radiactivo. Se encuentran trazas de 40K en todo el potasio y es el radioisótopo más común en el cuerpo humano.
Las sales de potasio son libremente solubles y son un nutriente esencial para muchas plantas y necesarias para la transmisión nerviosa adecuada en los seres humanos.
Las resinas de tipo SAC en forma de potasio se pueden utilizar en forma de potasio para la dureza y para la eliminación de sodio.
La capacidad de la resina tipo SAC para el potasio es ligeramente mayor que la del sodio y mucho menor que la de los iones de dureza como el calcio y el magnesio. Los intercambiadores de iones de tipo zeolita, como el SR-600, tienen una mayor selectividad para el potasio y el amoníaco.
Las resinas SAC en forma de potasio se pueden utilizar para eliminar los iones de dureza del vino y ayudar a prevenir la formación de precipitantes a medida que el vino envejece.
El protactinio o protoactinio (nombre anterior) es un elemento químico de símbolo Pa y número atómico 91. Es un metal denso de color gris plateado que reacciona fácilmente con oxígeno, vapor de agua y ácidos inorgánicos. Forma varios compuestos químicos donde el protactinio suele estar presente en el estado de oxidación +5, pero también puede asumir los estados +4 e incluso +2 o +3. Las concentraciones promedio de protactinio en la corteza terrestre son típicamente del orden de unas pocas partes por billón, pero pueden llegar hasta unas pocas partes por millón en algunos depósitos de mineral de uraninita.
El protactinio resulta de la desintegración radiactiva del torio 233. Fue identificado por primera vez en 1913 por Kasimir Fajans y Oswald Helmuth Göhring y llamado brevio debido a la corta vida media del isótopo específico estudiado, a saber, protactinio-234. Un isótopo más estable (231Pa) de protactinio fue descubierto en 1917/18 por Otto Hahn y Lise Meitner, y eligieron el nombre de protoactinio, pero luego la IUPAC lo nombró finalmente protactinio en 1949 y confirmó a Hahn y Meitner como descubridores.
Debido a su escasez, alta radiactividad y alta toxicidad, actualmente no hay usos para el protactinio fuera de la investigación científica, y para este propósito, el protactinio se extrae principalmente del combustible nuclear gastado.
El radio es un elemento químico de símbolo Ra y número atómico 88. Es el sexto elemento del grupo 2 de la tabla periódica, también conocido como metales alcalinotérreos. El radio puro es de color blanco plateado, pero se combina fácilmente con el nitrógeno (en lugar del oxígeno) al exponerse al aire, formando una capa superficial negra de nitruro de radio (Ra3N2). Todos los isótopos del radio son altamente radiactivos, siendo el isótopo más estable el radio-226, que tiene una vida media de 1600 años y se desintegra en gas radón (específicamente el isótopo radón-222). Cuando el radio se desintegra, la radiación ionizante es un producto que puede excitar las sustancias químicas fluorescentes y causar radioluminiscencia.
El radio es el producto secundario de la desintegración del uranio y es el metal alcalinotérreo más pesado. Fue descubierto en forma de cloruro de radio por Marie y Pierre Curie en 1898. Extrajeron el compuesto de radio de la uraninita y publicaron el descubrimiento en la Academia de Ciencias de Francia cinco días después. El radio fue aislado en su estado metálico por Marie Curie y André-Louis Debierne mediante la electrólisis de cloruro de radio en 1911.
Tiene la propiedad de luminiscencia y una vez se usó para hacer que las esferas de los relojes brillaran en la oscuridad, así como para varios productos de curandero.
El radio forma un catión divalente en el agua y puede eliminarse mediante resinas de ablandamiento del agua, junto con otros iones de dureza. A excepción del primer ciclo de agotamiento, la fuga de radio se produce poco después de que se produzca la fuga de dureza, por lo que la resina se utiliza como un ablandador ordinario con regeneración de salmuera a intervalos regulares.
La resina catiónica macroporosa altamente reticulada ha extendido la operación del primer ciclo más allá de la rotura de la dureza y se puede usar en aplicaciones de un solo uso cuando la dureza y el TDS no son demasiado altos. RSM-50 tiene sulfato de bario depositado en los poros de la resina. El radio se intercambia primero y luego se transfiere al precipitante, lo que permite una carga mucho mayor y un rendimiento más prolongado.
El rubidio es un elemento químico de símbolo Rb y número atómico 37. El rubidio es un elemento metálico blando, de color blanco plateado, del grupo de los metales alcalinos, con una masa atómica de 85,4678. El rubidio elemental es altamente reactivo, con propiedades similares a las de otros metales alcalinos, incluida la rápida oxidación en el aire. En la Tierra, el rubidio natural comprende dos isótopos: el 72% es el isótopo estable, 85Rb; El 28% es el 87Rb, ligeramente radiactivo, con una vida media de 49 mil millones de años, más de tres veces más que la edad estimada del universo.
Los químicos alemanes Robert Bunsen y Gustav Kirchhoff descubrieron el rubidio en 1861 mediante la técnica recientemente desarrollada, la espectroscopia de llama.
Aunque el rubidio es relativamente común en la corteza terrestre (más común que el cesio), existen pocos usos comerciales, en particular la producción de fuegos artificiales. Los compuestos de rubidio tienen varias aplicaciones químicas y electrónicas. El rubidio metálico se vaporiza fácilmente y tiene un rango de absorción espectral conveniente, lo que lo convierte en un objetivo frecuente para la manipulación láser de átomos.
El selenio es un elemento químico de símbolo Se y número atómico 34. Es un no metal con propiedades intermedias entre los elementos de arriba y de abajo en la tabla periódica, azufre y telurio. Rara vez ocurre en su estado elemental o como compuestos minerales puros en la corteza terrestre. El selenio (del griego σελήνη selene que significa «Luna») fue descubierto en 1817 por Jöns Jacob Berzelius, quien notó la similitud del nuevo elemento con el telurio previamente descubierto (llamado así por la Tierra).
El selenio se encuentra en minerales de sulfuro metálico, donde reemplaza parcialmente al azufre. La mayor parte del selenio en el medio ambiente proviene de la quema de carbón. Los minerales que son seleniuro puro o compuestos de selenato son conocidos pero raros. Aunque se utilizan pequeñas cantidades de selenio en productos tan diversos como aleaciones de alta resistencia y caucho vulcanizado, los principales usos comerciales del selenio en la actualidad son la fabricación de vidrio y los pigmentos. El selenio es un semiconductor y se utiliza en fotocélulas. Las aplicaciones en electrónica, que alguna vez fueron importantes, han sido reemplazadas en su mayoría por dispositivos semiconductores de silicio. El selenio todavía se usa en algunos tipos de protectores de sobretensión de CC y en un tipo de punto cuántico fluorescente.
Si bien el selenio es un nutriente traza importante, las altas concentraciones de sales de selenio son tóxicas.
El selenato es el oxoanión completamente oxidado del selenio. Es un anión divalente y se elimina bien con resinas aniónicas de base fuerte. Sin embargo, la capacidad de producción a menudo se ve limitada por las altas concentraciones de sulfato, también comunes en las aguas residuales que contienen selenato.
El único uso comercial actual de seleniuros es como seleniuro metálico en puntos cuánticos. El selenuro no se encuentra comúnmente en las aguas residuales a menos que el agua se reduzca significativamente (bajo potencial redox).
La selenita es la forma más común de selenio que se encuentra en las aguas residuales y generalmente se considera la forma más fácil de eliminar.
El silicio es un elemento químico con símbolo Si y número atómico 14. El silicio en forma pura es un metaloide sólido cristalino duro y quebradizo con un brillo metálico gris azulado. Forma compuestos tetravalentes y su química es similar al carbono. Es un miembro del grupo 14 en la tabla periódica, junto con el carbono por encima y el germanio, estaño, plomo y flerovio por debajo. Es bastante poco reactivo, aunque menos que el germanio, y tiene una gran afinidad química por el oxígeno; como tal, fue preparado y caracterizado por primera vez en forma pura solo en 1823 por Jöns Jakob Berzelius.
El silicio es el octavo elemento más común en el universo por masa, pero muy raramente se presenta como el elemento puro en la corteza terrestre. Se distribuye más ampliamente en polvos, arenas, planetoides y planetas como diversas formas de dióxido de silicio (sílice) o silicatos. Más del 90% de la corteza terrestre está compuesta de minerales de silicato, lo que convierte al silicio en el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre (alrededor del 28% en masa) después del oxígeno.
El silicio es un sustrato importante para la fabricación de semiconductores, pero también se utiliza en una gran variedad de productos tan diversos como refractarios, vidrio y aleaciones de alta resistencia.
La sílice se puede eliminar de casi cualquier corriente líquida y virtualmente a cualquier pH dentro del rango de agua potable siempre que el producto final sea agua desmineralizada. La regeneración se logra con cáustico caliente y un tiempo de contacto prolongado.
La sílice se puede eliminar de las aguas boratadas, como las que se encuentran en las piscinas de combustible gastado de las centrales nucleares. Se utiliza un intercambiador de aniones híbrido en forma de borato especial, ResinTech BSM-50.
La sílice en agua neutra puede eliminarse mediante los medios híbridos selectivos de arsénico, en particular ASM-10-HP. Sin embargo, la capacidad es algo limitada y la regeneración no se puede lograr con sales neutras.
El sodio es un elemento químico con símbolo Na (del latín natrium) y número atómico 11. Es un metal blando, de color blanco plateado y muy reactivo. El sodio es un metal alcalino, que se encuentra en el grupo 1 de la tabla periódica, porque tiene un solo electrón en su capa exterior que dona fácilmente, creando un átomo con carga positiva: el catión Na +. Su único isótopo estable es el 23Na. El metal libre no se encuentra en la naturaleza, pero debe prepararse a partir de compuestos. El sodio es el sexto elemento más abundante en la corteza terrestre y existe en numerosos minerales como el feldespato, la sodalita y la sal de roca (NaCl). Muchas sales de sodio son altamente solubles en agua: los iones de sodio se han lixiviado por la acción del agua de los minerales de la Tierra durante eones y, por lo tanto, el sodio y el cloro son los elementos disueltos más comunes en peso en los océanos.
El sodio fue aislado por primera vez por Humphry Davy en 1807 mediante la electrólisis de hidróxido de sodio. Entre muchos otros compuestos de sodio útiles, el hidróxido de sodio (lejía) se usa en la fabricación de jabón, y el cloruro de sodio (sal comestible) es un agente descongelante y un nutriente para animales, incluidos los humanos.
El sodio metálico tiene pocos usos comerciales, principalmente como intermedio de otros compuestos útiles. El sodio reacciona violentamente con el agua para formar iones de sodio e hidróxido más hidrógeno gaseoso.
Los iones de sodio se eliminan bien por el hidrógeno en forma de resinas catiónicas de ácido fuerte. Los iones de hidrógeno que se liberan a cambio de sodio son luego neutralizados por los hidróxidos liberados por la resina aniónica de base fuerte que sigue. .
La resina catiónica de ácido fuerte en forma de potasio se puede utilizar para intercambiar iones de sodio en aguas neutrales, enriqueciendo así el agua con iones de potasio.
El talio es un elemento químico de símbolo Tl y número atómico 81. Este metal gris suave de postransición no se encuentra libre en la naturaleza. Cuando está aislado, se parece al estaño, pero se decolora cuando se expone al aire. Los químicos William Crookes y Claude-Auguste Lamy descubrieron el talio de forma independiente en 1861, en residuos de la producción de ácido sulfúrico. Ambos utilizaron el método recientemente desarrollado de espectroscopia de llama, en el que el talio produce una notable línea espectral verde. El talio, del griego θαλλός, thallos, que significa «un brote o ramita verde», fue nombrado por Crookes. Fue aislado por Lamy y Crookes en 1862; Lamy por electrólisis y Crookes por precipitación y fusión del polvo resultante. Crookes lo exhibió como un polvo precipitado por zinc en la exposición internacional que se inauguró el 1 de mayo de ese año.
El talio tiende a oxidarse a los estados de oxidación +3 y +1 como sales iónicas. El estado +3 se asemeja al de los otros elementos del grupo 13 (boro, aluminio, galio, indio).
El «veneno de los envenenadores». Contaminante natural que se observa en la región de los Grandes Lagos. Eliminado con resina suavizante, siempre que se elimine también la dureza.
El tantalio es un elemento químico de símbolo Ta y número atómico 73. Anteriormente conocido como tantalio, su nombre proviene de Tantalus, un villano de la mitología griega. El tantalio es un metal de transición raro, duro, gris azulado y brillante que es altamente resistente a la corrosión. Forma parte del grupo de los metales refractarios, que se utilizan ampliamente como componentes menores en las aleaciones. La inercia química del tantalio lo convierte en una sustancia valiosa para los equipos de laboratorio y un sustituto del platino. El tantalio, siempre junto con el niobio químicamente similar, se encuentra en los minerales tantalita, columbita y coltán (una mezcla de columbita y tantalita).
El tantalio es oscuro (azul grisáceo), denso, dúctil, muy duro, de fácil fabricación y muy conductor de calor y electricidad. El metal es conocido por su resistencia a la corrosión por ácidos; de hecho, a temperaturas inferiores a 150 ° C, el tantalio es casi completamente inmune al ataque de la normalmente agresiva agua regia.
Su uso principal hoy en día es en condensadores de tantalio en equipos electrónicos como teléfonos móviles, reproductores de DVD, sistemas de videojuegos y computadoras. También se utiliza como aditivo en aleaciones de alta resistencia. El tantalio es generalmente insoluble en agua, incluso en agua regia.
Los tantalatos, aunque son un componente de los minerales que contienen tantalio, no se utilizan para ningún propósito comercial.
El tecnecio es un elemento químico de símbolo Tc y número atómico 43. Es el elemento más ligero del que todos los isótopos son radiactivos; ninguno es estable. Solo otro de estos elementos, el prometio, es seguido (en la tabla periódica) por elementos con isótopos estables. Casi todo el tecnecio se produce sintéticamente y solo se encuentran cantidades mínimas en la corteza terrestre. El tecnecio de origen natural se produce como un subproducto de la fisión del uranio o el plutonio en los reactores nucleares. Las propiedades químicas de este metal de transición cristalino gris plateado son intermedias entre el renio y el manganeso.
Dmitri Mendeleev predijo muchas de las propiedades del tecnecio antes de que se descubriera el elemento. Mendeleev notó un espacio en su tabla periódica y le dio al elemento no descubierto el nombre provisional ekamanganese (Em). En 1937, el tecnecio (específicamente el isótopo tecnecio-97) se convirtió en el primer elemento predominantemente artificial en ser producido, de ahí su nombre (del griego τεχνητός, que significa «artificial», + -io).
No hay usos comerciales de Tc99, pero el alótropo metaestable, TC99m, se usa a veces en medicina nuclear.
El pertecnetato, formado en reactores nucleares como subproducto de la fisión del uranio o plutonio, no tiene usos comerciales. Puede eliminarse del agua utilizando resinas de base fuerte con aminas superiores, en particular tributilamina, etc.
El telurio es un elemento químico de símbolo Te y número atómico 52. Es un metaloide blanco plateado quebradizo, levemente tóxico, raro. El telurio está relacionado químicamente con el selenio y el azufre. Ocasionalmente se encuentra en forma nativa como cristales elementales. El telurio es mucho más común en el universo en su conjunto que en la Tierra. Su extrema rareza en la corteza terrestre, comparable a la del platino, se debe en parte a su alto número atómico, pero también a la formación de un hidruro volátil que hizo que se perdiera en el espacio como gas durante la formación nebular caliente del planeta. planeta.
El telurio fue descubierto en el Imperio de los Habsburgo en 1782 por Franz-Joseph Müller von Reichenstein en un mineral que contiene telurio y oro. Martin Heinrich Klaproth nombró al nuevo elemento en 1798 después de la palabra latina para «tierra», tellus. Los minerales de telururo de oro son los compuestos de oro naturales más notables. Sin embargo, no son una fuente comercialmente significativa de telurio en sí, que normalmente se extrae como un subproducto de la producción de cobre y plomo.
Comercialmente, el uso principal del telurio son las aleaciones de cobre y acero, donde mejora la maquinabilidad. Las aplicaciones en semiconductores y paneles solares de CdTe también consumen una parte considerable de la producción de telurio.
El telururo y el telurito pueden eliminarse del agua mediante una variedad de resinas aniónicas de base fuerte.
El titanio es un elemento químico de símbolo Ti y número atómico 22. Es un metal de transición brillante de color plateado, de baja densidad y alta resistencia. Es altamente resistente a la corrosión en agua de mar, agua regia y cloro.
El titanio fue descubierto en Cornualles, Gran Bretaña, por William Gregor en 1791 y nombrado por Martin Heinrich Klaproth en honor a los titanes de la mitología griega. El elemento se encuentra dentro de una serie de depósitos minerales, principalmente rutilo e ilmenita, que están ampliamente distribuidos en la corteza terrestre y la litosfera, y se encuentra en casi todos los seres vivos, rocas, cuerpos de agua y suelos. El metal se extrae de sus principales minerales mediante los procesos Kroll y Hunter.
El compuesto más común, el dióxido de titanio, es un fotocatalizador popular y se utiliza en la fabricación de pigmentos blancos («blanco de titanio»). Otros compuestos incluyen tetracloruro de titanio (TiCl4), un componente de pantallas de humo y catalizadores; y tricloruro de titanio (TiCl3), que se utiliza como catalizador en la producción de polipropileno.
El dióxido de titanio es un compuesto insoluble que se utiliza en los pigmentos de pintura y en el tratamiento del agua en forma granular como adsorbente de arsénico.
El cloruro de titanio es un líquido altamente reactivo que se utiliza como intermedio en la producción de metal titanio.
El torio es un elemento químico de símbolo Th y número atómico 90. Un metal actínido radiactivo, el torio es uno de los dos únicos elementos significativamente radiactivos que todavía se encuentran de forma natural en grandes cantidades como elemento primordial (el otro es el uranio). Fue descubierto en 1829 por el sacerdote noruego y mineralogista aficionado Morten Thrane Esmark e identificado por el químico sueco Jöns Jacob Berzelius, quien lo nombró en honor a Thor, el dios nórdico del trueno.
Un átomo de torio tiene 90 protones y, por lo tanto, 90 electrones, de los cuales cuatro son electrones de valencia. El torio metálico es plateado y se vuelve negro cuando se expone al aire, formando el dióxido. El torio es débilmente radiactivo: todos sus isótopos conocidos son inestables. El torio-232 (232Th), que tiene 142 neutrones, es el isótopo más estable de torio y representa casi todo el torio natural, con otros seis isótopos naturales que se encuentran solo como trazas de radioisótopos. El torio tiene la vida media más larga de todos los elementos significativamente radiactivos, 14.05 mil millones de años, o aproximadamente la edad del universo.
Se ha propuesto su uso en plantas de energía nuclear comerciales, pero actualmente no hay ninguna de estas plantas en funcionamiento.
El tungsteno, también conocido como wolframio, es un elemento químico con símbolo W y número atómico 74. La palabra tungsteno proviene del idioma sueco tung sten, que se traduce directamente en piedra pesada. Su nombre en sueco es volfram, sin embargo, para distinguirlo de la scheelita, que también se llama tungsteno en sueco.
El tungsteno, un metal duro y raro en condiciones estándar cuando no está combinado, se encuentra naturalmente en la Tierra casi exclusivamente en compuestos químicos. Se identificó como un elemento nuevo en 1781 y se aisló por primera vez como metal en 1783. Sus minerales importantes incluyen wolframita y scheelita. El elemento libre destaca por su robustez, especialmente por el hecho de que tiene el punto de fusión más alto de todos los elementos. Su alta densidad es 19,3 veces mayor que la del agua, comparable a la del uranio y el oro, y mucho más alta (alrededor de 1,7 veces) que la del plomo. El tungsteno policristalino es un material intrínsecamente frágil y duro, lo que dificulta su trabajo. Sin embargo, el tungsteno monocristalino puro es más dúctil y se puede cortar con una sierra para metales de acero duro.
El tungsteno tiene muchos usos específicos, incluidos filamentos para bombillas incandescentes, tubos de rayos X y varios electrodos. En el agua, el tungsteno generalmente forma el anión oxo divalente de tungstato.
El tungstato es un contaminante menor del molibdato y se elimina de la misma manera.
El carburo de tungsteno es una de las sustancias más duras conocidas y se utiliza para endurecer hojas de sierra y como abrasivo para diversas aplicaciones de lijado y esmerilado.
El uranio es un elemento químico de símbolo U y número atómico 92. Es un metal de color blanco plateado en la serie de actínidos de la tabla periódica. Un átomo de uranio tiene 92 protones y 92 electrones, de los cuales 6 son electrones de valencia. El uranio es débilmente radiactivo porque todos sus isótopos son inestables (con vidas medias de los seis isótopos conocidos naturalmente, uranio-233 a uranio-238, que varían entre 69 años y 4.500 millones de años). Los isótopos más comunes en el uranio natural son el uranio-238 (que tiene 146 neutrones y representa más del 99%) y el uranio-235 (que tiene 143 neutrones). El uranio tiene el peso atómico más alto de los elementos primordiales. Su densidad es aproximadamente un 70% más alta que la del plomo y ligeramente más baja que la del oro o el tungsteno.
Se produce de forma natural en bajas concentraciones de unas pocas partes por millón en el suelo, las rocas y el agua, y se extrae comercialmente de minerales que contienen uranio como la uraninita.
En la naturaleza, el uranio se encuentra en forma de uranio-238 (99,2739–99,2752%), uranio-235 (0,7198–0,7202%) y una cantidad muy pequeña de uranio-234 (0,0050–0,0059%). Aunque el U238 es casi estable, el U235 es significativamente radiactivo y también fisionable (puede soportar reacciones en cadena). El uranio se desintegra lentamente al emitir una partícula alfa. La vida media del uranio-238 es de aproximadamente 4.470 millones de años y la del uranio-235 es de 704 millones de años, lo que los hace útiles para fechar la edad de la Tierra.
El uranio en el agua potable se elimina fácilmente mediante una variedad de resinas aniónicas de base fuerte. Aunque las resinas aniónicas se consideran la mejor tecnología disponible para sistemas pequeños, su uso se complica por las limitaciones en la eliminación de desechos que contienen residuos de uranio.
El uranio se puede eliminar de los desechos ácidos de la minería mediante una variedad de resinas catiónicas de ácidos fuertes.
El vanadio es un elemento químico de símbolo V y número atómico 23. Es un metal de transición duro, gris plateado, dúctil y maleable. El metal elemental rara vez se encuentra en la naturaleza, pero una vez aislado artificialmente, la formación de una capa de óxido (pasivación) estabiliza un poco el metal libre frente a una oxidación adicional.
Andrés Manuel del Río descubrió compuestos de vanadio en 1801 en México mediante el análisis de un nuevo mineral con plomo al que llamó «plomo marrón», y supuso que sus cualidades se debían a la presencia de un nuevo elemento, al que denominó eritronio (derivado del griego para «rojo») ya que, al calentarse, la mayoría de las sales se volvieron rojas. Sin embargo, cuatro años más tarde, otros científicos lo convencieron (erróneamente) de que el eritronio era idéntico al cromo. Los cloruros de vanadio fueron generados en 1830 por Nils Gabriel Sefström, quien demostró que estaba involucrado un nuevo elemento, al que llamó «vanadio» en honor a la diosa escandinava de la belleza y la fertilidad, Vanadís (Freyja). Ambos nombres se atribuyeron a la amplia gama de colores que se encuentran en los compuestos de vanadio. El mineral de plomo de Del Rio fue posteriormente rebautizado como vanadinita por su contenido de vanadio. En 1867 Henry Enfield Roscoe obtuvo el elemento puro.
El vanadio es un aditivo importante para el acero de alta resistencia. También se utiliza como catalizador en la producción de ácido sulfúrico. El vanadio en el agua casi siempre está presente como anión oxo.
El vanadio (vanadato) está presente en bajas concentraciones en muchas aguas subterráneas que también contienen arsénico. El vanadato se carga casi cuantitativamente en medios selectivos de arsénico y también en la resina aniónica débilmente básica selectiva de cromato SIR-700.
El xenón es un elemento químico de símbolo Xe y número atómico 54. Es un gas noble incoloro, denso e inodoro que se encuentra en la atmósfera de la Tierra en pequeñas cantidades. Aunque generalmente no es reactivo, el xenón puede sufrir algunas reacciones químicas, como la formación de hexafluoroplatinato de xenón, el primer compuesto de gas noble que se sintetiza.
El xenón de origen natural consta de ocho isótopos estables. Más de 40 isótopos de xenón inestables sufren desintegración radiactiva, y las proporciones de isótopos de xenón son una herramienta importante para estudiar la historia temprana del Sistema Solar.
El xenón se utiliza en lámparas de destellos y de arco, y como anestésico general. El primer diseño de láser excimer utilizó una molécula de dímero de xenón (Xe2) como medio láser, y los primeros diseños de láser utilizaron lámparas de destello de xenón como bombas. El xenón se utiliza para buscar partículas masivas hipotéticas que interactúan débilmente y como propulsor de propulsores de iones en naves espaciales. Su relativa escasez tiene un uso generalizado limitado.
El xenón es un gas inerte y no forma (fácilmente) compuestos, ni se ioniza en el agua.
El yodo es un elemento químico de símbolo I y número atómico 53. El más pesado de los halógenos estables, existe como un sólido metálico brillante de color negro púrpura en condiciones estándar que se sublima fácilmente para formar un gas violeta. La forma elemental fue descubierta por el químico francés Bernard Courtois en 1811.
El yodo se presenta en muchos estados de oxidación, incluidos el yoduro (I−), el yodato (IO − 3) y los diversos aniones periodato. Es el menos abundante de los halógenos estables, siendo el sexagésimo primer elemento más abundante. Es incluso menos abundante que las denominadas tierras raras. Es el elemento esencial más pesado. El yodo se encuentra en las hormonas tiroideas. La deficiencia de yodo afecta a unos dos mil millones de personas y es la principal causa prevenible de discapacidad intelectual.
Los productores dominantes de yodo en la actualidad son Chile y Japón. El yodo y sus compuestos se utilizan principalmente en la nutrición y, a veces, se agregan al agua como desinfectante. Aunque no está presente como ión, el yodo se compleja con una resina de anión de base fuerte y se elimina. La resina de intercambio aniónico yodada a veces se usa como una forma de liberación controlada de yodo como desinfectante para suministros de agua contaminada.
El yodo es una forma de yodo altamente oxidada donde el átomo de yodo tiene una valencia +5. El yodato se utiliza en métodos de titulación para la determinación de diversas especies redox.
La preferencia de yoduro por resinas de aniones de base fuerte aumenta con el tamaño de la amina, teniendo la tributilamina aproximadamente diez veces la preferencia de la trimetilamina.
El yodo radiactivo es un isótopo artificial con propiedades similares a otros isótopos del yodo. El yodo radiactivo está presente en el agua como yoduro. Como ión traza, puede ser eliminado por varios tipos de resinas aniónicas de base fuerte, favoreciendo las aminas superiores. Los medios impregnados con plata y plata muestran una mayor afinidad por los yoduros.
El zinc es un elemento químico con el símbolo Zn y número atómico 30. Es el primer elemento del grupo 12 de la tabla periódica. En algunos aspectos, el zinc es químicamente similar al magnesio: ambos elementos exhiben solo un estado de oxidación normal (+2), y los iones Zn2 + y Mg2 + son de tamaño similar. El zinc es el elemento número 24 más abundante en la corteza terrestre y tiene cinco isótopos estables. El mineral de zinc más común es la esfalerita (mezcla de zinc), un mineral de sulfuro de zinc. Las vetas viables más grandes se encuentran en Australia, Asia y los Estados Unidos. El zinc se refina mediante flotación por espuma del mineral, tostado y extracción final mediante electricidad (electrodeposición).
El latón, una aleación de cobre y zinc en diversas proporciones, se usó ya en el tercer milenio antes de Cristo en el Egeo, Irak, los Emiratos Árabes Unidos, Kalmykia, Turkmenistán y Georgia, y el segundo milenio antes de Cristo en las Indias Occidentales, Uzbekistán e Irán. , Siria, Irak e Israel (Judea). El zinc metal no se produjo a gran escala hasta el siglo XII en la India y fue desconocido en Europa hasta finales del siglo XVI. Las minas de Rajasthan han dado pruebas definitivas de la producción de zinc que se remonta al siglo VI a. C. La evidencia más antigua de zinc puro proviene de Zawar, en Rajasthan, ya en el siglo IX d.C., cuando se empleó un proceso de destilación para producir zinc puro. Los alquimistas quemaban zinc en el aire para formar lo que llamaban «lana de filósofo» o «nieve blanca».
El zinc es un nutriente traza esencial y es el único suplemento probado para ayudar a prevenir los resfriados y disminuir su severidad. Los compuestos de zinc generalmente no son tóxicos y las sales de zinc se agregan comúnmente al agua potable para ayudar a proteger los sistemas de tuberías de la corrosión. El metal de zinc se usa ampliamente como recubrimiento para proteger el metal base que se encuentra debajo de la corrosión.
El zinc se elimina fácilmente del agua potable mediante una variedad de resinas catiónicas de tipo SAC. Sin embargo, generalmente es necesario eliminar otros iones de dureza divalente junto con el zinc.
El zinc en las aguas residuales a menudo se puede eliminar con una variedad de intercambiadores de cationes, dependiendo del pH, TDS y concentración de cloruro.
Los complejos de cloruro de zinc comienzan a formarse a aprox. 500 ppm de concentración de cloruro y se vuelven más fuertes a medida que aumenta la concentración de cloruro. El cloruro de zinc se puede extraer de las salmueras con alto contenido de cloruro mediante una variedad de resinas de aniones de base fuerte, que luego se «regeneran» con agua.
El cianuro de zinc se elimina bien mediante una variedad de resinas aniónicas de base fuerte. El cianuro libre también se carga en la resina y la capacidad también está limitada por altos TDS.
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