Cinco características dos metais

ETAPA 3

Passo 1

• Descreva cinco características dos metais.

As principais características dos metais são:

maleabilidade (capacidade de ser transformado),

ductilidade (capacidade de transformar-se em lâminas e fios),

condutividade térmica,

condutividade elétrica,

elasticidade e tenacidade (resistência à tração).

Têm brilho específico, possuem alto ponto de fusão e ebulição, além de uma elevada dureza. Apresentam grande diversidade de propriedades químicas e físicas, conforme a pressão, temperaturas e outras variáveis. Com exceção do mercúrio (que se encontra em estado líquido na natureza), todos os outros são frequentemente observados em estado sólido à temperatura ambiente.

• Explique como ocorre a ligação metálica.

Na ligação metálica, os átomos doam um elétron de sua última camada para formar o “mar de elétrons” (ou “nuvem eletrônica”), tornando-se assim, cátions idênticos. Os núcleos negativos que permanecem dentro do “mar de elétrons” garantem que os átomos permaneçam ligados. As ligações podem variar entre muito fracas e muito fortes.

• Defina o que é uma liga metálica e cite o nome e a composição de três ligas metálicas importantes para a indústria.

Ligação metálica é a mistura de dois ou mais metais ou de metais com não metais, mas sempre com a predominância dos primeiros. As ligas podem ser formadas pela mistura dos metais no estado líquido e posterior resfriamento.

Exemplos:

liga de aço (formada por ferro e carbono),

liga aço inoxidável (formada por ferro, carbono, níquel e crômio),

liga de bronze (formada por cobre e estanho).

Passo 3

O ferro é procedente de meteoritos ,e não é encontrado puro na natureza, ele é extraído sobre forma de minério, principalmente em forma de oxido, destacando se: a hematita (Fe2O3) , a magnetita ((Fe3O4) , a limonita (FeO (OH)), a siderita (FeCO3) , a pirita (Fe2O3) e a ilmenita (FeTiO3). A redução dos óxidos para a obtenção do ferroe efetuado em fornos denominados alto forno que contem carvão vegetal (massa aproximadamente do carvão que entra no alto forno 0,17t e o teor típico de carbono no ferro é de 4,3% em massa), neles são adicionados os minerais de ferro, em presença de coque , e carbonato de cálcio , CaCO3, que atua como escorificante. No processo de obtenção, geralmente é usado a hematita, que apresenta ponto de fusão de 1560 C. Para que essa temperatura seja diminuída, é adicionado o carbonato de cálcio (CaCO3). Além de promover a redução do ponto de fusão da hematita, ele atua reagindo com impurezas presentes como o dióxido de silício (SiO2) formando o metassilicato de cálcio (CaSiO3), conhecido como escória. O coque (carbono amorfo, com mais de 90% de pureza) é usado para promover a redução da hematita, transformando o Fe3+ em Fe(s). Inicialmente, o coque, em presença de excesso de O2 fornecido pelo ar, reage produzindo CO2. O dióxido de carbono assim produzido, e também proveniente do carbonato de cálcio, reagem com o coque que é constantemente adicionado ao alto forno, produzindo CO. Este, por fim será o responsável por reagir com Fe2O3 produzindo Fe(s) e CO2 .

O processo de oxidação do coque com oxigênio libera energia. Na parte inferior do alto forno a temperatura pode alcançar 1900 C.Inicialmente, os óxidos de ferro são reduzidos na parte superior do alto forno, parcial ou totalmente, com o monóxido de carbono, já produzindo ferro metálico. Posteriormente, na parte inferior do alto forno, onde a temperatura é mais elevada, ocorre a maior parte da redução dos óxidos com o coque (carbono). O carbonato de cálcio se decompõe e o dióxido de carbono é reduzido com o coque a monóxido de carbono e na parte mais inferior do alto forno ocorre a carburação. Finalmente ocorre a combustão e a dessulfuração (eliminação do enxofre) devido à injeção de ar no alto forno, e por último são separadas as frações: a escória do ferro fundido, contendo as impurezas presentes no minerios de ferro (especialmente areia).

Passo 5

• A partir de quais minérios pode ser extraído o cobre.

Os minérios que permitem a extração do cobre são a calcopirita e calcosita.

• Qual a principal aplicação para o cobre produzido no Brasil e no mundo?

O cobre (Cu) tem seu uso extenso na fabricação de moedas (processo chamado de “cunho”), no meio agrícola como veneno, para remover algas na purificação da água, produzir ligas de latão e bronze, na fabricação de utensílios domésticos e de vários outros produtos, caldeiras, câmara de esterilização, radiadores e juntas para indústria automotiva, aparelhos de ar condicionado e refrigeradores. Devido a sua resistência à corrosão e facilidade para ser soldado, é utilizado para certos tipos de tubulações e trocadores de calor. Contudo, sua principal aplicação no Brasil e no mundo refere-se à condutividade elétrica que varia dos cabos de linhas de transmissão, transformadores e em aparelhos eletrônicos.

• Na opinião do grupo, qual processo é mais fácil para ser executado, extrair ferro ou cobre. Justifique.

O cobre sendo totalmente reciclável e venha sendo substituído pelo alumínio, nós concordamos que a extração do cobre é mais fácil, pois o processo do ferro custa muito mais caro e realmente é mais trabalhoso, pois o ferro é procedente de meteoritos, e não é encontrado puro na natureza, ele é extraído sobre forma de minério.

• Qual processo é mais poluente: produzir ferro ou cobre.

É o ferro, pois precisa ser derretido para gerar o ferro gusa.