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Prof Telso Ferreira Junior (TJ) Química A – Química Descritiva.

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1 Prof Telso Ferreira Junior (TJ) Química A – Química Descritiva

2 Composição Química da Terra * Litosfera * Hidrosfera * Atmosfera

3 Litosfera – Parte Sólida da Terra Minerais: são substâncias presentes na crosta terrestre que se encontram em determinados depósitos. São provenientes da concentração de vários elementos que ocorreram com o passar das eras geológicas, devido a vários processos como fusão, cristalização, dissolução e precipitação, formando compostos estáveis. MINÉRIOSMINÉRIOS

4 Estruturas, veículos, latas, parafusos, pigmentos vermelhos, amarelos, castanhos e pretos. Ferro HEMATITA E MAGNETITA Fios elétricos, encanamentos de água quente. Cobre CALCOSITA Cromação, aço, ferramentas, pigmentos amarelos e verdes. Cromo CROMITA Janelas, portas, fogos de artifício, foguetes, aviões. Alumínio BAUXITA Barro, siderurgia, cimento Portland, vidro, louças, porcelanas, pedras preciosas e semipreciosas. Cerâmicas, metalurgia, abrasivos, vidros, pedras semipreciosas. Silicatos de alumínio e outros metais. Quartzo ( SiO 2 ) SILICATOS Diferentes tipos de Minérios

5 Fertilizantes fosfatados (superfosfatos). Fosfatos ROCHAS FOSFATADAS Cimento, cerâmicas, ortopedia (gesso). Sulfato de cálcio GIPSITA Latas, moedas, soldas, esmalatados. Estanho CASSITERITA Aço, trilhos, ferramentas, vidro, pigmento preto. Manganês PIROLUSITA Baterias, proteção à radiação, zarcão ( Pb 3 O 4 ). Chumbo GALENA Diferentes tipos de Minérios

6 CombustíveisGás natural GÁS NATURAL Combustíveis, indústria petroquímica.Óleo combustível, gasolina, GLP, etc. PETRÓLEO Combustíveis, indústria carboquímica.Carvão CARVÃO MINERAL Obtenção de ácido sulfúrico para a indústria de plástico, medicamentos, fertilizantes e detergentes. Enxofre ENXOFRE ELEMENTAR Fabricação de cal viva ( CaO ) e hidratada, corretivo de solos, materiais de construção ( cimento e gesso). Carbonato de cálcio e de magnésio ROCHAS CALCÁRIAS Diferentes tipos de Minérios

7 Tipos de Minérios

8 Atmosfera – Parte gasosa da Terra

9 Hidrosfera – Parte líquida da Terra

10 Siderurgia do Ferro Ocorre na natureza sob a forma de minérios, como hematita (Fe 2 O 3 ), magnetita (Fe 3 O 4 ) e pirita (FeS 2 ). Animação

11 Reações ocorridas para obtenção do Fe Se o minério for Fe 2 O 3, ele é reduzido pelo CO a Fe 3 O 4 na parte superior do forno (300 °C). CO (g) +3Fe 2 O 3(s) 2Fe 3 O 4(s) +CO 2(g) O Fe 3 O 4 vai aos poucos descendo para a parte inferior do forno onde é reduzido a FeO (600 °C). CO (g) + Fe 3 O 4(s) 3FeO (s) + CO 2(g) Na parte mais baixa do forno, FeO é reduzido a ferro (Fe) (de 800 a 1600 °C). CO (g) + FeO (s) Fe (l) +CO 2(g)

12 O calcário introduzido no forno sofre uma decomposição térmica. CaCO 3(s) CaO (s) +CO 2(g) Reações ocorridas na formação da Escória Após ser produzido, CaO(s) reage com as impurezas de sílica e silicato, formando uma escória de silicato que é muito menos densa que o ferro, de modo que flutua e pode sair separadamente. Parte da escória é utilizada para construção de estradas, blocos, pedras artificiais, fabricação de adubos etc.

13 O produto do alto-forno é o ferro-gusa, que contém até 5% de Si, P, Mn e S. Estas impurezas são geralmente oxidadas e removidas do ferro. A purificação parcial fornece o ferro fundido, que ainda contém quantidades consideráveis de carbono. O aço é o ferro que contém 0,1 a 1,5% de carbono. Ferro doce, ferro praticamente puro, contém menos de 0,1% de C. Aços inoxidáveis são ligas resistentes à corrosão e que apresentam geralmente crômo e/ou níquel. Outros metais, incluindo vanádio, titânio e manganês, podem ser também usados em aços. Tipos de Ferro e Aço

14 Alumínio (Al) É o metal mais abundante da litosfera, ocorre nos aluminossilicatos, argilas, micas e feldspatos. É obtido industrialmente pelo processo Hall, que consiste na eletrólise ígnea da alumina (Al 2 O 3 ) proveniente da bauxita. O alumínio é um metal extremamente versátil. Ele pode ser prensado, curvado, enrolado, moldado, estruturado, dando origem às mais variadas formas. Sua baixa densidade torna-o útil na construção de aeronaves e está sendo cada vez mais utilizado nas indústrias automobilísticas para obter veículos mais leves. É utilizado na fabricação de utensílios domésticos, como panelas, bacias, formas etc., e também na produção de fios para eletricidade.

15 Cobre (Cu) Ocorre na natureza tanto no estado nativo (Cu), como na forma de minérios, Cu 2 S (calcocita), Cu 2 O (cuprita), CuFeS 2 (calcopirita) etc. A obtenção do cobre pode ser feita a partir de sulfetos, aos quais se faz a ustulação do minério concentrado por flotação. O cobre assim obtido apresenta uma pureza de 97 a 99%. Para se obter o cobre com aproximadamente 99,99%, faz-se uma purificação por eletrólise (cobre eletrolítico). 2 CuFeS O 2 2 Cu + 2 FeO + 4 SO 2 A liga de latão é uma mistura de Cu(70%) e Zn, e a liga de bronze é Cu (90%) e Sn.

16 Hidrogênio H 2 É um gás incolor, inodoro, combustível (combustível do futuro). Na Terra, o hidrogênio raramente se encontra livre, mas combinado, geralmente com o oxigênio, formando água. A molécula de hidrogênio é tão leve que, ao ser libertada, rapidamente sobe aos níveis mais altos da atmosfera de onde, aos poucos, se perde no espaço. O hidrogênio é usado na hidrogenação de óleos vegetais para a produção de margarina, como combustível, na formação de vários compostos, como NH3 e HCl. É produzido industrialmente, através da reação entre metais menos nobres e ácidos ou através de eletrólise.

17 Oxigênio O 2 É um gás incolor, inodoro e, no estado líquido, é azul pálido. É o elemento mais abundante na Terra, quer em porcentagem de átomos, em massa. Ocorre livre na atmosfera, combinado com hidrogênio na hidrosfera e combinado como silício, ferro, alumínio e outros elementos na crosta terrestre (litosfera). Inicialmente, o ar atmosférico é submetido a sucessivas compressões e resfriamentos até atingir uma temperatura de aproximadamente – 200 °C. O ar torna-se líquido e, então, faz-se a destilação fracionada. É obtido também pela eletrólise da água. 2 H 2 O 2 H 2 + O 2 É usado como comburente, substância que alimenta as combustões.

18 Nitrogênio N 2 É um gás, incolor, inodoro e insípido. É um gás inerte. Ocorre na Terra como o principal constituinte do ar atmosférico (~ 78% em volume) onde se encontra livre (N 2 ). É difícil encontrar compostos inorgânicos do nitrogênio como minerais, pois a maioria é solúvel em água. O nitrogênio é encontrado em compostos orgânicos em todos os seres vivos, animais e plantas. É obtido pela decomposição do nitrito de amônio (NH 4 NO 2 )

19 Enxofre S O enxofre é encontrado livre na crosta terrestre, bem como combinado com outros elementos, principalmente na forma de sulfetos, como a galena (PbS), pirita (FeS2) e vários sulfatos (Ca, Mg, Na, etc) É obtido industrialmente pelo processo Frasch, no qual o vapor dágua superaquecido (a cerca de 170 ºC e sob pressão) e ar comprimido são injetados por encanamentos até os depósitos subterrâneos. O enxofre se funde e é forçado a subir para a superfície como uma espuma de ar-água-enxofre. O enxofre é usado na vulcanização da borracha, na fabricação de pólvora e em fogos de artifício. Lançado na atmosfera interage com a mesma em sucessivas reações até formar H 2 SO 4

20 Processo Frasch

21 Família 7A - Halogênios Os elementos da família VIIA (atual 17) são conhecidos como halogênios (formadores de sal). Os halogênios, por serem altamente reativos, não são encontrados livres na natureza e ocorrem como íons halogenetos: F–, Cl–, Br– e I–. Reagem com H 2 produzindo ácidos. A reatividade decresce com o aumento do número atômico

22 Flúor F 2 É um gás amarelo pálido que ocorre em minerais, como fluorita (CaF 2 ), criolita (Na 3 AlF 6 ) e fluor apatita [Ca 5 F(PO 4 ) 3 ]. O fluor F 2 é, em princípio, o mais forte dos agentes oxidantes: O HF, apesar de ser um ácido fraco, possui propriedades que o tornam difícil de manusear. O HF(g), ou em solução aquosa ataca o vidro. Os íons fluoretos (F–) são usados em prevenção de cárie dentária. A fonte de íons fluoreto pode ser SnF2 (fluoreto estanoso) encontrado no creme dental, ou NaF, adicionado à água potável, na proporção de 1 p.p.m.

23 Cloro Cl 2 É um gás amarelo-esverdeado, venenoso, pouco solúvel em água, reagindo com ela, dando íons cloreto e hipoclorito. O cloro é um germicida poderoso, usado na purificação da água de beber. É obtido pela eletrólise de solução aquosa de cloreto de sódio. 2 NaCI + 2 H 2 O 2 NaOH + H 2 + CI 2 Quando o cloro é borbulhado em uma solução de hidróxido de sódio, ocorrre a reação: cuja solução resultante é comercializada como água sanitária para uso doméstico e como desinfetante

24 Bromo Br 2 Líquido castanho-avermelhado, de cheiro repugnante, tóxico, venenoso. Parcialmente solúvel em água, reagindo e produzindo água de bromo. É obtido industrialmente pela oxidação em meio ácido do Br– das águas do mar, usando cloro como agente oxidante. É usado na fabricação de bromofórmio (CHBr 3 ), de desinfetantes, corantes e na indústria fotográfica, principalmente na forma de AgBr.

25 Iodo I 2 É um sólido cinza-escuro, com um brilho semi-metálico. Sublima a 184 o C, dando vapor violeta. É praticamente insolúvel em água. É solúvel em etanol, formando a tintura de iodo que era utilizada como desinfetante e antisséptico. O sal de cozinha iodado (NaCl + NaI) tem a finalidade de combater o hipertireoidismo (doença do bócio). É produzido industrialmente pela oxidação de I– com gás Cl 2 : CI 2 (g) + 2 I – 2 CI – + I 2

26 Amônia NH 3 É um gás incolor (ponto de ebulição normal - 33,4 °C), com odor característico, sufocante, e sua inalação, em altas concentrações, causa problemas respiratórios. A amônia é extremamente solúvel em água, produzindo o hidróxido de amônio, o qual não existe isolado. NH 3 + H 2 O NH 4 OH NH 4 OH NH OH - É obtida industrialmente pela síntese catalítica.

27 Cloreto de Hidrogênio HCl É um gás solúvel em água, reagindo com a mesma formando um ácido forte, volátil e de odor irritante. O ácido formado é chamado de clorídrico ou Muriático. É obtido pela reação de hidrogênio e cloro, que são produtos da eletrólise do NaCl em água. NaCl + 2 H 2 O 2 NaOH + H 2 + Cl 2 H 2 + Cl 2 2 HCl O ácido clorídrico é encontrado no suco gástrico.

28 Ácido Nítrico (HNO 3 ) Puro, é um líquido incolor, volátil (PE = 86 °C) e solúvel em água. Em solução aquosa, dá origem a um ácido forte, (aqua fortis), de cheiro irritante, muito venenoso se inalado ou ingerido, e forte agente oxidante. É obtido industrialmente pela oxidação da amônia, processo Ostwald

29 Hidróxido de Sódio - NaOH Famosa Soda Cáustica, sólido branco solúvel em água, tóxico e corrosivo, absorve naturalmente água do meio (higroscópico) È usado na fabricação de sabão, papel, seda artificial, alvejante e corantes. Pode ser obtida pela reação entre sódio metálico e água. Na + H 2 O H 2 + NaOH Pode ser obtida pela eletrólise aquosa do NaCl. NaCl + 2 H 2 O 2 NaOH + H 2 + Cl 2

30 Ácido Sulfúrico – H 2 SO 4 É um líquido incolor, viscoso, forte agente oxidante, desidratante, densidade igual a 1,84 g/cm3. Seu ponto de ebulição é cerca de 330 °C, sendo um ácido fixo (difícil de vaporizar). É um dos reagentes industriais mais importantes. Poderoso oxidante e desidratante quando concentrado CnHmOy + H 2 SO 4 n C + y H 2 O X + H 2 SO 4 X(SO 4 )n + H 2 Pode ser obtido a partir da ustulação da pirita (FeS2) 4 FeS O 2 2 Fe 2 O SO 2

31 Ácido Sulfúrico – H 2 SO 4 Pode ser obtido a partir de qualquer uma das etapas abaixo: 1ª etapa: S + O 2 SO 2 2ª etapa: SO 2 + ½ O 2 SO 3 (Oxidação catalítica) 3ª etapa: SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 O ácido sulfúrico é usado como fertilizante. Ca 3 (PO4) H 2 SO 4 2 CaSO 4 + Ca(H 2 PO 4 ) 2 Superfosfato

32 O metanal é conhecido por formol na medicina conserva os cadáveres O etanal é produzido pelo corpo Vem da ressaca, daquela manguaça Ácido fórmico é encontrado nas formigas e o vinagre é o ácido acético a acetona se chama propanona serve então, tira o esmalte do dedão Metanol, álcool metílico se ingerido traz cegueira tem chama invisível, não é brincadeira etanol ou álcool etílico está em todas as bebidas no vinho, perfume ou combustível Cotidiano

33 tolueno se chama metil benzeno O ele é o solvente da cola de sapateiro nos maçaricos tem o acetileno não esquece o isopor que tem o estireno para compor Acetato de etila, essência de maçã o polietileno vem do etileno radiadores de automóveis tem etilenoglicol que baixa o ponto de fusão da água.


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