Atps Quimica

1. Introdução

A Humanidade está intimamente relacionada com materiais e novas técnicas, em Relação aos metais podemos afirmar que eles desempenham um papel fundamental na evolução histórica, pois os metais constituem cerca de 80% dos elementos químicos conhecidos. Eles não se encontram livres na natureza, mas a maioria é obtida a partir de minerais, isto é combinado com outros elementos.

Portanto neste trabalho nosso objetivo é apresentar os conhecimentos sobre metais, suas características, sua ligação, derivados, processo de extração, produção do ferro e cobre, e as principais utilizações como fonte de matéria prima, também sobre a corrosão do ferro e do aço e maneiras de evitá-la.

1. ETAPA 3 - O modelo de ligações metálicas

1. Características dos metais.

São bons condutores elétricos usados para fabricar fios elétricos; bons condutores térmicos usados na fabricação utensílios de cozinha, ferros elétricos, etc., apresentam brilho e cor típicos uma superfície metálica bem polida tem aspecto tipicamente brilhante, normalmente, possui cor branca prateada, pois refletem bem todas as freqüências de luz; podem ser entortados alguns são mais duros outros mais moles, porem uma propriedade típica dos metais é sua flexibilidade; resistência ao calor com exceção do mercúrio, todos os outros metais se encontram no estado sólido a temperatura ambiente, e geralmente possuem altas temperaturas de fusão e ebulição.

1. Ligação metálica.

Consideramos um cristal de lítio metálico: é sabido que na sua rede cristalina cada átomo de lítio encontra-se rodeados por oito visinhos próximos.

No entanto o elemento lítio possui apenas um elétron de Valência, sendo assim não pode fazer oito compartilhamentos com os oitos visinhos (a ligação covalente esta descartada). Ma o Lítio cuja camada de Valencia é a segunda, possui espaço para oito elétrons e, por isso, seu elétron e o dos visinhos podem acomodar-se nesta região. Assim cada átomo de lídio tem abundancia de espaço vazio (orbitais de Valencia vazio) e escassez de elétrons de Valencia. O elétron de Valencia de cada átomo de lítio encontra sempre à sua volta orbitais de Valencia vazios. Isso significa que eles acabam tendo liberdade de movimento. Por onde quer que eles se movam, encontram sempre núcleos positivos para compensar a carga negativa região quase uniforme , de energia potencial baixa. Nessas circunstâncias podemos explicar por que estes elétrons se movem facilmente de um lugar para outro ao longo do cristal metálico.

1. Liga metálica.

2. Uma liga metálica é a mistura de dois ou mais metais ou de metais com não- metais, mas sempre com predominância do primeiro. As ligas podem ser formadas pela mistura dos metais no estado líquido e posterior resfriamento.

3. Exemplo de ligas metálicas:

4. Liga: Aço - Composição : Ferro e Carbono

5. Liga: Latão - Composição : Cobre e Zinco

6. Liga : Solda Composição : Chumbo e estanho.

7. 4-Resumo: FERRO

8. Tem se indicio do uso do ferro, seguramente procedente de meteoritos. O ferro não é encontrado puro na natureza, ele é extraído sob 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).

9. 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 à 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 à 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).

1. Extração do cobre.

Podemos extrair o cobre a partir dos compostos:

• calcopirita uma mistura de cobre , ferro e enxofre (Cu2S . Fe2S3)

• calcosita composto de cobre e enxofre (Cu2S).

1. Aplicações para o cobre.

É usado nas seguintes aplicações: componentes de radar, enrolamento de rotores para geradores e motores, trilhas de circuitos impressos, caldeiras, tachos, alambiques, tanques, câmaras de esterilização, permutadores de calor, radiadores e juntas para indústria automotiva, peças para aparelhos de ar condicionado e refrigeradores, condutores para gás e águas pluviais etc.O cobre também pode ser usado como elemento de liga, geralmente adicionado para aumentar a resistência à corrosão. É o caso, por exemplo, do aço ao carbono: adiciona-se cobre ao aço quando se deseja melhorar sua resistência