Obtenção e Características do Alumínio: Etapas e Propriedades, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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ANHANGUERA EDUCACIONAL S.A.

FACULDADE E NEGÓCIOS E TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO - FACNET

ENGENHARIA ELÉTRICA

ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA

QUIMICA

Taguatinga - DF Setembro de 2012

ANHANGUERA EDUCACIONAL S.A.

FACULDADE E NEGÓCIOS E TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO - FACNET

ENGENHARIA ELÉTRICA

• Arquimedes Vieira RA QUIMICA
• Cleber Eurípedes Souto RA
• Elyedson de Freitas Paiva RA
• José Carlos RA
• José Rogério Ferreira da Silva RA
• José Wilton Alves RA
• Rauseliz de Sousa Vieira Nascimento RA
• Setembro de Taguatinga - DF
• Introdução________________________________________________________________ Sumário
• Desenvolvimento __________________________________________________________
• • Etapa 1_____________________________________________________________
• • Introdução obtenção, e como se faz o alumínio___________________________05,
• • Esquema ilustrado da obtenção do alumínio ___________________________
• • Propriedades do alumínio __________________________________________
• • Propriedades físicas químicas do alumunio_____________________________
• • Relatório _______________________________________________________

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

Etapa 1

Passo 1 - Acessar as informações sobre o alumínio: Introdução, obtenção e como se faz o 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 retroescavadeiras.

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, consequentemente, 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.”

Etapa - 1

Etapa 1 - Passo 3 - Identificar quais são as principais características físico químicas do alumínio. Pesquisar e justificar quais são as principais propriedades extensivas e intensivas do alumínio.

Propriedades do alumínio

Propriedades físicas e Propriedades químicas

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 - Potencial de ionização 5,98 eV Potencial elétrica 1,66 V Eletronegatividade 1, Volume atômico 9,99 cm - 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, H (^) 2SO (^) 4, 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 Físico Químicas do Alumínio

O alumínio, de símbolo químico Al, é um elemento químico metálico trivalente, leve, sólido cristalino, de cor branco - prateado e sem odor característico. Este metal é incluído no conjunto dos metais representativos, com número atômico igual a 13 (grupo do boro).O alumínio é uma das espécies mais reativas que se conhece. A temperaturas elevadas, cerca dos 180ºC, reage com a água, produzindo hidróxido de alumínio (Al(OH)3) e hidrogênio (H2), e com outros óxidos metálicos, produzindo o respectivo metal e óxido de alumínio (Al2O3). Outra característica importante deste metal é a sua excelente resistência à corrosão. Quando exposto ao oxigênio, à água e a outros oxidantes, forma-se rapidamente à sua superfície uma película contínua, fina, resistente e protetora, de óxido de alumínio (alumina), conferindo-lhe alta resistência à corrosão. Esta película é dissolvida por soluções alcalinas e por alguns ácidos, como o ácido sulfúrico. Muitas das suas aplicações são baseadas nas suas propriedades, como: a alta condutividade elétrica e térmica, a baixa densidade, a boa refletividade, a grande resistência à corrosão, a maleabilidade e a ductilidade. Além disso, o alumínio é 100% reciclável, permitindo uma enorme economia de energia. Pode, no entanto, levar à ignição e causar explosões, quando misturado com halogênios. Puro, este metal tem uma resistência mecânica limitada, o que criou a necessidade de formação de amálgamas com outros metais, como o cobre, o magnésio, silício, manganês, entre outros. Estas amálgamas são leves e mais resistentes, sendo muito usadas na produção de uma variedade de moldes em muitas indústrias.

edifícios, principalmente para fachadas, podem ser reciclados. Isso também se transforma em oportunidades de negócios para o futuro, já que os edifícios serão as "minas urbanas" nas próximas gerações, dando lugar a um ciclo completo de reciclagem e diminuindo em 95 por cento a energia empregada na produção, em comparação com a produção de alumínio primário.