Aluminio. Propriedades físicas e Propriedades químicas do alumínio

INTRODUÇÃO

O alumínio, por suas excelentes propriedades físico-químicas – entre as quais se destacam o baixo peso específico, a resistência à corrosão, a alta condutibilidade térmica e elétrica e a infinita reciclagem apresenta uma ampla variedade de utilização, que o torna o metal não ferroso mais consumido no mundo. Com o objetivo primordial de facilitar o acesso a literaturas específicas sobre o alumínio e, cada vez mais, tornar disponíveis informações técnicas sobre o metal.

ALUMÍNIO

A obtenção do alumínio é feita a partir da extração do mineral bauxita (em forma de rocha, que contêm cerca de 35% a 55% de oxido de alumínio). Terceiro mineral mais presente na crosta terrestre, a bauxita, uma mistura mineral, com óxidos e hidróxidos de alumínio, é indispensável para a produção do alumínio. Atualmente as reservas naturais são de 32 bilhões de toneladas, sendo as reservas do Brasil de 3,5 bilhões, segundo dados do instituto Brasileiro de mineração (Ibram) o que torna o País o terceiro maior produtor de bauxita no mundo. As maiores reservas produtoras de bauxita estão na região amazônica, no Pará, e na região de Poços de Caldas e Cataguases, em Minas Gerais.

A produção do alumínio é constituída por uma série de reações químicas. Até mesmo a bauxita é formada por um processo químico natural, proveniente da infiltração de água em rochas alcalinas em decomposição. Este minério pode ser encontrado próximo à superfície com uma espessura média de 4,5 metros. Sua extração é geralmente realizada a céu aberto com o auxílio de retro escavadeiras.

Antes de iniciar a mineração da bauxita, é necessário ter o cuidado de remover a terra fértil sobre as jazidas juntamente com a vegetação e reservá-la para o futuro trabalho de recomposição do terreno. Este trabalho, que acontece após a extração, é muito importante para a preservação do meio ambiente.

Depois de minerada, a bauxita é transportada para a fábrica, onde chega ainda em seu estado natural (rocha). Lá, é iniciada a primeira de muitas reações químicas. A bauxita é moída e acrescida de uma solução de soda cáustica, que a transforma em pasta. Aquecida sob pressão e recebendo novas quantidades de soda cáustica, esta massa se dissolve e forma uma solução que passa por processos de sedimentação e filtragem. Nesta etapa, são eliminadas todas as impurezas e a solução restante fica pronta para que dela seja extraída a alumina.

Em equipamentos chamados de precipitadores, a alumina contida na solução é precipitada (depositada no fundo) pelo processo de "cristalização por semente" O material resultante precisa ser lavado e seco por aquecimento. Assim, é obtido o primeiro estágio da produção de alumínio: a alumina, que se apresenta sob a forma de pó branco e refinado, de aspecto semelhante ao açúcar.

Nesta fase, o processo químico mais utilizado é o denominado Bayer (Moagem , digestão, clarificação/separação dos sólidos, precipitação/onde ocorre a cristalização e calcinação). Nele, a bauxita é dissolvida em soda cáustica e, posteriormente, filtrada para separar todo o material sólido, concentrando-se o filtrado para a cristalização da alumina. Estes cristais são secos e calcinados a fim de eliminar a água. Então, a alumina é finalmente transformada em alumínio por meio de um processo de eletrólise.

Na classificação das reações químicas, os termos oxidação e redução abrangem um amplo e diversificado conjunto de processos. Muitas reações de oxi-redução são comuns na vida diária e nas funções vitais básicas, como o fogo, a ferrugem, o apodrecimento das frutas, a respiração e a fotossíntese. Oxidação é o processo químico em que uma substância perde elétrons, partículas elementares de sinal elétrico negativo. O mecanismo inverso, a redução, consiste no ganho de elétrons por um átomo, que os incorpora a sua estrutura interna. Tais processos são simultâneos. Na reação resultante, chamada de oxi-redução ou redox, uma substância redutora cede alguns de seus elétrons e, conseqüentemente, se oxida, enquanto outra, oxidante, retém essas partículas e sofre assim um processo de redução. Ainda que os termos oxidação e redução se apliquem às moléculas em seu conjunto, é apenas um dos átomos integrantes dessas moléculas que se reduz ou se oxida.

Propriedades físicas e Propriedades químicas do alumínio:

Quadro esquemático das principais propriedades do alumínio

Símbolo Al

Número atômico 13

Massa atômica 26,98154 g/mol

Estado de oxidação 3

Ponto de fusão 660,45 ºC

Ponto de ebulição 2520 ºC

Densidade 2,7 g.cm-3

Potencial de ionização 5,98 eV

Potencial elétrica 1,66 V

Eletronegatividade 1,5

Volume atômico 9,99 cm-3

Entalpia de fusão 10.71 kJ/mol

Entalpia de vaporização 143.9 kJ/mol

Pressão de vapor 1 mm Hg a 1284 ºC

Solubilidade Solúvel em HCl, H2SO4, água quente e soluções alcalinas

As propriedades físicas são as propriedades que se relacionam com as transformações físicas, transformações em que não alteramos a constituição da substância. A substância continua sendo a mesma; não há formação de novas substâncias. As propriedades químicas – São as propriedades que se relacionam com as transformações químicas, existindo a formação de novas substâncias a partir daquilo que existia inicialmente. Algumas propriedades - como temperatura, ponto de fusão e densidade — não dependem da quantidade de amostra analisada. Essas propriedades, chamadas propriedades intensivas, são particularmente úteis na química porque muitas podem ser usadas para identificar substâncias. As propriedades extensivas das substâncias dependem da quantidade de amostra e incluem medidas de massa e volume. Elas estão relacionadas com a quantidade de substância presente.

Propriedades Física Químicas do Alumínio

O alumínio,

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