LABORATÓRIO DE QUÍMICA APLICADA A ENGENHARIA ESTRUTURAS DOS MATERIAIS – COBALTO E CROMO

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO

CURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO

LABORATÓRIO DE QUÍMICA APLICADA A ENGENHARIA

ESTRUTURAS DOS MATERIAIS – COBALTO E CROMO

ANTONIO ALLYSON ALVES PEREIRA

CLETO RODRIGUES DURAND FILHO

RÔMULO BRASIL RESENDE

PAU DOS FERROS

2017

ESTRUTURAS DOS MATERIAIS – COBALTO E CROMO

1. Introdução

Cobalto

Obtenção

O metal não é encontrado em estado nativo, mas em diversos minerais, razão pela qual é extraído normalmente junto com outros produtos, especialmente como subproduto do níquel e do cobre.

Os principais minérios de cobalto são a cobaltita, eritrina, cobaltocalcita. Os maiores produtores de cobalto são a República Democrática do Congo, a República Popular da China, a Zâmbia, a Rússia e a Áustria, Sua presença também é detectada em meteoritos.

Propriedade do Cobalto

Grandeza	Valor	Unidade
Número atômico	27	-
Peso atômico	58,9332	g/mol
Massa específica do sólido	8900	kg/m3
Ponto de fusão	1495	°C
Calor de fusão	16,2	kJ/mol
Ponto de ebulição	2927	°C
Calor de vaporização	375	kJ/mol
Eletronegatividade	1,88	Pauling
Primeira ionização energia	760,4	kJ mol -1
Segunda energia de ionização	1648	kJ mol -1
Estados de oxidação	+3 +2 0 -1	-
Resistividade elétrica	6	10-8 Ω m
Condutividade térmica	100	W/(m°C)
Calor específico	420	J/(kg°C)
Coeficiente de expansão térmica	1,3	10-5 (1/°C)
Coeficiente de Poisson	0,31	-
Módulo de elasticidade	209	GPa
Velocidade do som	4720	m/s
Estrutura cristalina	Hexagonal

Sua estrutura é hexagonal compacta, tendo um número de coordenação igual 12, pois significar dizer que um átomo dessa célula unitária tem 12 vizinhos.[pic 2]

De parâmetros de rede a e c, através desses parâmetros e possível calcular o volume da célula unitária e seu FEA.

Parâmetro (a) é dado por a = 2a e parâmetro (c) é dado por c =[pic 3]

Como calcular parâmetro c?[pic 4]

                    
[pic 7][pic 5][pic 6]

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Com base nesse valor temos seguinte calculo para o volume

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O volume da célula unitaria é dado pelo produto da base pela sua altura, onde a base é hexagono e sua altura o parâmetro c já calculado.

 
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onde pode ser escrito

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Antes vamos calcula área do triangulo

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Retomando a equaçã do volume da célula

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Onde raio atômico e 0,125nm

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Fator de empacotamento atômico

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Número de átomos por célula unitária na estrutura (HC) são 6 dado por:

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O volume do átomo é definido como volume da esfera onde:

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O volume da célula unitária já foi definido como:

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Onde FEA será:

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Cálculo da densidade teórica do cobalto

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Onde:

n= Número de átomos por célula unitária

A= Massa atômica

Vc = Volume da célula unitária

Na = Número de Avogadro

Raio atômico = 0,125nm → [pic 31]

Volume da célula pode ser dado também por [pic 32]

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Comparando a teórica com o real:

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Um valor bem aproximado do real.

Aplicações industriais

• Catalisador para refino de petróleo e alguns processos químicos.
• Eletrodos de baterias.
• Ligas para aplicações magnéticas e especiais, como turbinas aeronáuticas e a gás.
• Metal para eletrodeposição em razão da dureza, aparência e resistência à oxidação.
• Sais são usados para dar cor azul a porcelanas, vidros, esmaltes. A solução do cloreto é usada como tinta.
• O isótopo artificial 60Co é uma fonte de raios gama amplamente usada na radiografia de metais e em radioterapia. Também para destruir bactérias em frutas e vegetais.
• Imãs do tipo (Alnico) e em cintas magnéticas
• Cabos de aço de pneumáticos.
• Secante para pinturas: tintas e vernizes.

Cromo

Obtenção

Encontrado na natureza no formato de cromita, é um oxido de ferro e cromo de coloração amarela. Por ser bastante resistente a ação de ácidos e ao aumento da temperatura.