Atps Quimica

Aula-tema: O modelo de ligações metálicas

Esta atividade é importante para que você possa reconhecer importância dos minérios para a

extração de diversos tipos de metais; compreender como as transformações químicas são

importantes para obtenção dos materiais; entender a importância das ligações metálicas no sistema

produtivo.

Para realizá-la é importante seguir os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Equipe)

Ler o modelo de ligação metálica, capítulo 4 PLT (p.99-104) e responda as questões abaixo:

Descreva 5 características dos metais:

R: R: 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.

Explique como ocorre a ligação metálica.

R: 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 compartilhamento 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

Defina o que é uma liga metálica e cite o nome e a composição de 3 ligas metálicas importantes

para a indústria

R: 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.

Exemplo de ligas metálicas:

Liga: Aço - Composição : Ferro e Carbono

Liga: Latão - Composição : Cobre e Zinco

Liga : Solda – Composição : Chumbo e estanho.

Resumo de como é produzido o ferro, mencionando os minerais que são usados

nessa extração.

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).

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).

A partir de quais minérios pode ser extraído o cobre.

R: A calcopirita uma mistura de cobre , ferro e enxofre (Cu2S . Fe2S3) e a calcosita composto de cobre e enxofre (Cu2S).

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

R: 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