ATPS BIOLOGIA

PREPARATION OF ALUMINUM COMPOUNDS FROM BAUXITE: CONSIDERATIONS ABOUT SOME ASPECTS

INVOLVED IN A DIDACTIC EXPERIMENT. Aluminum metal and aluminum compounds have many applications in several

branches of the industry and in our daily lives. The most important raw material for aluminum and its manufactured compounds

is bauxite, a rock constituted mainly by aluminum hydroxides minerals. In this work, a didactic experiment aiming the preparation

of alumina and potassium alum starting from bauxite is proposed for undergraduate students. Both compounds are of great

commercial, scientific and historical interest. The experiment involves applications of important chemical principles such as acidbase

and precipitation. Some chemical properties and uses of aluminum compounds are also illustrated.

Keywords: bauxite; aluminum oxide; potassium alum.

INTRODUÇÃO

O alumínio pode ser considerado um elemento bastante “popular”

pois está presente em quase todas as esferas da atividade humana.

As inúmeras aplicações em diversos setores da indústria (transportes:

automóveis, aeronaves, trens, navios; construção civil: portas,

janelas, fachadas; eletro-eletrônico: equipamentos elétricos, componentes

eletrônicos e de transmissão de energia; petroquímica,

metalurgia e outros) e a freqüente presença no nosso dia-a-dia (móveis,

eletrodomésticos, brinquedos, utensílios de cozinha, embalagens

de alimentos, latas de refrigerantes, produtos de higiene, cosméticos

e produtos farmacêuticos) ilustram bem a sua importância

econômica no mundo contemporâneo. A própria reciclagem de embalagens

de alumínio, setor no qual o Brasil se destaca, tem papel

relevante do ponto de vista econômico, social e ambiental.

Embora hoje a forma mais conhecida do alumínio seja a metálica,

o metal já foi considerado tão raro e precioso antes das descobertas

de Charles Martin Hall e Paul-Louis-Toussaint Héroult (1888),

que chegou a ser exibido ao lado de jóias da coroa e utilizado em

lugar do ouro em jantares da nobreza no século XIX. Os compostos

de alumínio, por outro lado, servem a humanidade há mais de 4000

anos. Os egípcios já empregavam o alúmen como mordente e os

gregos e os romanos também o usavam para fins medicinais, como

adstringente, na Antigüidade1,2. Diversos compostos de íons Al3+ apresentam

relevância industrial no mundo atual, como, por exemplo:

Al(OH)3, Al2O3, Na[Al(OH)4], Al2(SO4)3 e haletos de alumínio, dos

quais os dois primeiros, usados para a produção do metal, são os de

maior importância econômica. Dentre as principais aplicações dos

compostos de alumínio, destacam-se o tratamento para obtenção de

água potável, o tingimento de tecidos, a manufatura de produtos de

higiene, medicamentos, refratários e catalisadores1,2.

O alumínio não ocorre na forma elementar na natureza. Devido

à alta afinidade pelo oxigênio, ele é encontrado como íon Al3+, na

forma combinada, em rochas e minerais. Embora constitua apenas

cerca de 1% da massa da Terra, é o primeiro metal e o terceiro elemento

químico (O = 45,5%; Si = 25,7%; Al = 8,3%; Fe = 6,2%; Ca

= 4,6%; outros = 9,7% em massa) mais abundante da crosta, ou seja,

da superfície que pode ser economicamente explorada pelo homem.

O alumínio é encontrado em rochas ígneas, como os feldspatos

(aluminossilicatos tridimensionais) e as micas (silicatos lamelares);

em minerais como a criolita (Na3[AlF6]), o espinélio (MgAl2O4), a

granada ([Ca3Al2(SiO4)3]) e o berilo (Be3Al2[Si6O18]); e no coríndon

(Al2O3) que é o mineral que apresenta o maior teor de Al (52,9%).

Muitas pedras preciosas contêm alumínio e algumas são formadas

pelo próprio óxido (coríndon) – rubi e safira, por exemplo, são formas

impuras de Al2O3 contendo os íons Cr3+ e Fe3+, que conferem às

gemas as cores vermelha e amarela, respectivamente3.

Bauxita

O minério de importância industrial para obtenção do alumínio

metálico e de muitos compostos de alumínio é a bauxita4, que se

forma em regiões tropicais e subtropicais por ação do intemperismo

sobre aluminossilicatos. Apesar de ser freqüentemente descrita como

o minério de alumínio, a bauxita não é uma espécie mineral propriamente

dita mas um material heterogêneo formado de uma mistura

de hidróxidos de alumínio hidratados ( [AlOx(OH)3-2x], 0 < x < 1)

contendo impurezas. Os principais constituintes deste material são a

gibbsita, -Al(OH)3, e os polimorfos boehmita, -AlO(OH), e

diaspório,
-AlO(OH) 3, sendo que as proporções das três formas

variam dependendo da localização