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PublicouMicaela Pires Alterado mais de 9 anos atrás
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Metais e Metalurgia Eric Alexsander Poscidônio de Souza Cléderson Vinícios Rosa
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Sumário Ocorrência e distribuição dos metais Pirometalurgia
Hidrometalurgia Eletrometalurgia Ligação metálica Ligas Metais de transição Química de alguns metais de transição
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Ocorrência de Distribuição dos Metais
Litosfera, é a região correspondente à superfície da terra. Geralmente os metais mais úteis não estão disponíveis em abundância na Listosfera.
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Ocorrência de Distribuição dos Metais
A maioria dos metais são encontrados como componentes de matéria inorgânica, especificamente chamados minerais. Hematita Minério, que contêm metal suficiente para ser extraído economicamente. São encontrados sob a superfície terrestre
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Metalurgia Metalurgia: ciência e tecnologia de extração de metais a partir de suas fontes naturais e de sua preparação para o uso prático. Pode ser dividida em cinco processos: Mineração; Concentração; Redução (obtenção do metal livre no estado de oxidação zero); Refino; Mistura com outros metais (liga).
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Pirometalurgia É um processo metalúrgico que utiliza altas temperaturas para alterar o metal quimicamente para que no final se reduza a um metal livre. Tipos: Calcinação; Ustulação ; Fusão;
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Calcinação Alguns minérios se decompõem durante o aquecimento e acabam eliminando na maior parte das vezes H2O ou CO2. A calcinação serve para eliminar o CO2, formando óxido metálico. Exemplo: PbCO3(s) PbO(s) + CO2(g)
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Ustulação Consiste em aquecer um mineral de sulfeto na presença de gás oxigênio, convertendo o metal a óxido. A ustulação é conhecida também como "queima de sulfeto". Exemplo: 2 ZnS(s) + 3 O2(g) 2 ZnO(s) + 2 SO2(g) Geralmente usado para obtenção de metais como: chumbo, cobre, prata, zinco e mercúrio.
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Fusão É um processo em que os materiais formados durante as reações químicas são separados em duas ou mais camadas. Dois tipos de camadas importantes são formadas na fundição: metais e escória (resíduo silicoso). Exemplo: CaO(l) + SiO2(l) CaSiO3(l)
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Hidrometalurgia Processo metalúrgico que utiliza a água para extração de metais de seus minérios. Lixiviação
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Hidrometalurgia do alumínio
Fonte: bauxita Principais impurezas da bauxita: SiO2 e Fe2O3 Processo para purificar a bauxita: Processo de Bayer. Al2O3, ele se dissolve nessa solução, formando o íon complexo aluminato, Al(OH)4- Óxidos de ferro (III) não se dissolvem na solução fortemente básica; Al2O3+ 2OH- + 3H2O → 2[Al(OH)4]- 2Al(OH)3 → Al2O3+ 3H2O
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Eletrometalurgia Muitos processos usados para reduzir minerais metálicos ou metais refinados são baseados na eletrólise. Coletivamente denominamos de eletrometalurgia, são úteis na produção do sódio, magnésio e alumínio. Importante para obtenção de metais mais ativos.
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Ligação metálica Mar de elétrons: Características mostradas no modelo:
Vantagens: Uma rede de cátions metálicos num “mar” de elétrons de valência; Elétrons confinados ao metal por atração eletrostática aos cátions; Elétrons fluem livremente através do metal, pois nenhum elétron é localizado entre dois átomos de metal; Não possui ligações definidas e mostra facilidade de deformação (maleabilidade e ductilidade).
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Ligação metálica Desvantagens: Propriedades físicas dos metais:
Com o aumento do número de elétrons de valência, a força de ligação deveria aumentar, junto com o ponto de fusão; No entanto os metais do grupo 6B (Cr, Mo, W), que estão no centro dos metais de transição, possuem os maiores pontos de fusão. Propriedades físicas dos metais: Alta condutividade térmica; Alta condutividade elétrica; Maleáveis ; Dúcteis ; Estruturas sólidas.
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Ligas Material que contêm mais de um elemento e têm as propriedades características dos metais. Podem ser classificadas em: Ligas de solução; Ligas heterogêneas; Compostos intermetálicos.
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Metais de transição Propriedades físicas:
Ocupam o bloco d da tabela periódica; Crescente importância dos metais de transição antes desconhecidos, devido à sua utilização na tecnologia moderna (exemplo motor de jato).
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Química de alguns metais de transição
Ferro (Fe) - Em solução aquosa existem os estados de oxidação +2 (ferroso) e +3 (férrico); - Geralmente aparece em solução aquosa devido ao contato com depósitos de FeCO3, com ajuda do CO2 dissolvido na água: FeCO3(s) + CO2(aq) + H2O(l) Fe2+(aq) + 2 HCO3-(aq) - Na presença de ar, o Fe2+ é oxidado a Fe3+: 4 Fe2+(aq) + O2(g) + 4 H+(aq) 4 Fe3+(aq) + 2 H2O(l) E°=+0,46 V
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Conclusão A metalurgia visa o entendimento das propriedades dos metais para desenvolvimento de novos materiais úteis. Principais processos: pirometalurgia, hidrometalurgia e eletrometalurgia. As ligas metálicas são muito empregadas na tecnologia moderna. A metalurgia atual está desenvolvendo novos métodos que buscam minimizar os impactos sobre o meio ambiente.
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Referências Bibliográficas
Livros: Brown, Lemay, Bursten. “Química a Ciência Central”. 9ª Edição Mahan Meyers “Química um Curso Universitário” 4ª Edição
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