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COBRE e suas ligas
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O QUE É O COBRE é um metal de transição
possui coloração marrom avermelhada principais propriedades: boa ductibilidade maleabilidade alta condutibilidade térmica e elétrica excelente resistência a corrosão formação de ligas metálicas latão (Cu/Zn) bronze (Cu/Sn) metal monel (Cu/Ni)
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HISTÓRIA DO COBRE primeiro metal a ser usado pelo homem
a.C. na forma de “cobre nativo” usado como substituto da pedra como ferramenta de trabalho, arma, objeto de decoração ao Norte do Golfo Pérsico, entre Tigre e Eufrates grande incidência: Ilha de Chipre - Cyprus - Cuprum - Símbolo: Cu processo de mineração: mais de anos
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INFORMAÇÕES GERAIS Nome químico: COBRE Símbolo químico: Cu
Número atômico: 29 Peso atômico: 63,546 Configuração eletrônica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 Estado físico (25°C): sólido
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PROPRIEDADES FÍSICAS Estado físico (25°C): sólido
Densidade do sólido (20°C): 8,96 g/cm³ Ponto de fusão: °C Ponto de ebulição: 2595°C Condutividade térmica: 400 W/m.K Resistividade elétrica: 1,7 x 10-8 Ohm.m Calor específico: 0,0912 cal/g/°C Calor latente de fusão: 50,6 cal/g Eletronegatividade: 1,95
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PROPRIEDADES QUÍMICAS
Ocorre principalmente em compostos de: Cu(I): cuprosos Cu(II): cúpricos A maioria dos compostos de Cu(I) com ânions monoatômicos são insolúveis em água, e são facilmente oxidados a Cu(II) O Cu(II) forma sais mais solúveis em água Quando exposto ao ar úmido com gás carbônico lentamente se oxida, formando uma camada verde chamada de zinabre, de fórmula: CuCO3.Cu(OH)2
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RAIO ATÔMICO Raio neutro: Raio iônico: raio atômico empírico: 135 pm
raio atômico calculado: 145 pm raio covalente: pm raio Van der Waals: 140 pm Raio iônico: íon Cu(I): 96 pm 1 pm = metros
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POTENCIAL PADRÃO DE REDUÇÃO
Cu(II) para Cu(I): 0,159 eV Cu(I) para Cu(0): 0,520 eV Cu(II) para Cu(0): 0,340 eV
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ELEMENTO PURO Raspas de Cobre
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ESTRUTURA CRISTALOGRÁFICA
Tipo de estrutura: cúbica de face centrada
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ESTRUTURA CRISTALOGRÁFICA
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ESTRUTURA CRISTALOGRÁFICA
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ISÓTOPOS NATURAIS DO COBRE
63Cu massa atômica: 62,930 spin: 3/2 abundância natural: 69,17% momento magnético: 2,2233 65Cu massa atômica: 64,928 abundância natural: 30,83% momento magnético: 2,3817
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OCORRÊNCIA DO COBRE
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Cenário internacional:
OCORRÊNCIA DO COBRE Cenário internacional: Chile Congo Peru Rússia Estados Unidos Canadá Zâmbia Cenário nacional: Ceará São Paulo Bahia Rio Grande do Sul Menores no Maranhão, Paraíba e Paraná.
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CICLO INDUSTRIAL DO COBRE
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INDÚSTRIAS DE TRANSFORMAÇÃO
Processos utilizados: laminação extrusão forjagem fundição metalurgia do pó
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APLICAÇÕES Barras e laminados: Vantagens: resistência a corrosão
resistência elástica a compressão soldabilidade bom condutor de calor os latões são trabalháveis a frio (emprego onde há transformações mecânicas de compressão e expansão) suas ligas também são trabalháveis a quente
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APLICAÇÕES Tubos e conexões: Vantagens: durabilidade
propriedade bactericida rapidez de instalação versatilidade ecológico aspecto visual resistência mecânica resistência a corrosão impermeabilidade resistência ao calor, fogo, pressão e ao tempo relação custo x benefício
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APLICAÇÕES Condução de energia:
cobre recozido: padrão de condutibilidade (100%) compatível com conexões, soldas (flexibilidade, resistência mecânica e a corrosão) combina resistência e ductibilidade facilidade de instalação relação custo x benefício
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APLICAÇÕES Outras utilizações:
Arquitetura: coberturas, peças ornamentais, esculturas, estátuas, portas, janelas, calhas Agropecuária (como sulfato de cobre): controle de fungos, correção de solos, estimulante de crescimento de animais (porcos e galinhas) Indústria naval Indústria química: reagentes, equipamentos (trocadores de calor, aquecedores, evaporadores, colunas de destilação): tequila, whisky, cerveja, álcool, perfumes, óleos essenciais, concentração de açúcar, leite, café, etc.
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LIGAS DE COBRE
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LIGAS DE COBRE Latão: cobre + zinco zinco: 5% - 45%
uso: moedas, medalhas, bijuterias, radiadores de automóveis, ferragens, componentes estampados e conformados, etc. o zinco confere maior ductibilidade, porém aparece uma nova fase mais frágil que torna o latão menos trabalhável adição de estanho ou alumínio aumenta resistência a corrosão por água do mar
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Bronze: cobre + estanho
LIGAS DE COBRE Bronze: cobre + estanho estanho: até 20% uso: tubos flexíveis, torneiras, varetas de soldagem, válvulas, buchas, engrenagens, etc. o estanho confere uma maior resistência mecânica ao material
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Metal monel (cuproníquel): cobre + níquel
LIGAS DE COBRE Metal monel (cuproníquel): cobre + níquel níquel: 10% - 30% uso: cultivos marinhos, moedas, bijuterias, armações de lentes, etc. o níquel confere a liga uma resistência mecânica elevada e boa resistência a corrosão adição de 3% - 4% de silício melhora as propriedades de endurecimento por envelhecimento
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LIGAS DE COBRE Cobre Alumínio alumínio: mais de 10%
uso: peças para embarcações, trocadores de calor, evaporadores, soluções ácidas ou salinas
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LIGAS DE COBRE Alpacas: Cu + Ni + Zn cobre: 45% - 70%
níquel: 10% - 18% uso: chaves, equipamentos de telecomunicações, decoração, relojoaria, componentes de aparelhos óticos e fotográficos, etc. são facilmente confundidas com a prata devido a sua coloração
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ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS
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ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS
Produção e consumo:
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ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS
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ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS
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ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS
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ESTATÍSTICAS MUNDIAIS
Produção e consumo:
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ESTATÍSTICAS MUNDIAIS
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ESTATÍSTICAS MUNDIAIS
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ESTATÍSTICAS MUNDIAIS
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EXEMPLOS DE APLICAÇÕES
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ORIGEM DO NOME COBRE Do nome em latim “cuprum” da Ilha de Chipre.
Traduções: Alemão: kupfer Inglês: copper Espanhol: cobre Francês: cuivre Italiano: rame
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BIBLIOGRAFIA
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