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Capítulo 23 Metais e metalurgia

Capítulo 23 Metais e metalurgia. Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR. Ocorrência e distribuição dos metais. Minerais Minério: depósito que contém metal suficiente para ser extraído economicamente. A maioria dos metais é encontrada em minerais.

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Capítulo 23 Metais e metalurgia

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  1. Capítulo 23Metais e metalurgia Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  2. Ocorrência e distribuição dos metais • Minerais • Minério: depósito que contém metal suficiente para ser extraído economicamente. • A maioria dos metais é encontrada em minerais. • Os nomes dos minerais normalmente são baseados na localização de sua descoberta • A outros minerais são dados os nomes de suas cores: malaquita vem do grego malache (o nome da árvore com folhas muito verdes). • Os minérios mais importantes são óxidos, sulfetos e carbonatos. Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  3. Ocorrência e distribuição dos metais Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  4. Pirometalurgia • Pirometalurgia: uso de altas temperaturas para a obtenção do metal livre. • Diversas etapas são empregadas: • Calcinação é o aquecimento do minério para provocar a decomposição e a eliminação de um produto volátil: • PbCO3(s)  PbO(s) + CO2(g) • Ustulação é o aquecimento que provoca reações químicas entre o minério e a atmosfera da fornalha: Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  5. Pirometalurgia • 2ZnS(s) + 3O2(g)  2ZnO(s) + 2SO2(g) • 2MoS2(s) + 7O2(g)  2MoO3(s) + 4SO2(g) • Fusão de minérios é um processo de derretimento que faz com que os materiais se separem em duas ou mais camadas. • A escória consiste principalmente em silicatos derretidos junto com aluminatos, fosfatos, fluoretos e outros materiais inorgânicos. • O refino é o processo durante o qual um metal bruto, impuro é convertido em um metal puro. Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  6. Pirometalurgia do Ferro Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  7. Pirometalurgia: Formação do AÇO Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  8. Hidrometalurgia • Hidrometlurgia • Hidrometalurgia é a extração de metais de minérios com a utilização de água. • Lixívia é a dissolução seletiva do mineral desejado. • Os agentes típicos da lixívia são ácidos diluídos, bases, sais e, algumas vezes, água. • O ouro pode ser extraído de minério de baixo grau através de cianização: Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  9. Hidrometalurgia • Hidrometalurgia • O NaCN é borrifado sobre o minério triturado e o ouro é oxidado: • 4Au(s) + 8CN-(aq) + O2(g) + 2H2O(l)  4Au(CN)2-(aq) + 4OH-(aq) • O ouro é então obtido através de redução: • 2Au(CN)2-(aq) + Zn(s)  Zn(CN)42-(aq) + 2Au(s) Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  10. Eletrometalurgia • Eletrometalurgia é o processo de obtenção de metais através de eletrólise. • Dois materiais de partida diferentes: sal derretido ou solução aquosa. Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  11. Eletrometalurgia do Sódio Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  12. Eletrometalurgia do Alúmínio Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  13. Eletrometalurgia do Alumínio Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  14. Eletrorrefinamento do Cobre Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  15. Ligação metálica • Propriedades físicas dos metais • Importantes propriedades físicas dos metais puros: maleáveis, dúcteis, bons condutores e frios ao tato. • A maioria dos metais é sólido com empacotamento denso dos seus átomos. • No Cu, cada átomo está rodeado por 12 vizinhos. • Não existem elétrons suficientes para que os átomos metálicos estejam ligados covalentemente entre si. Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  16. Ligação metálica Modelo de mar de elétrons para a ligação metálica Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  17. Ligação metálica Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  18. Ligação metálica • Modelo do orbital molecular para os metais Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  19. Ligas • As ligas têm mais de um elemento com características de metais. • Os metais puros e as ligas têm propriedades físicas diferentes. • Na indústria joalheira, usa-se uma liga de ouro e cobre (a liga é mais resistente do que o ouro macio). • As soluções de ligas são misturas homogêneas. • Ligas heterogêneas: os componentes não estão dispersos uniformemente (por exemplo, aço de perlita tem duas fases: Fe quase puro e cementita, Fe3C). Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  20. Ligas Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  21. Ligas

  22. Metais de transição • Propriedades físicas • As tendências atômicas tendem a ser regulares para os metais de transição. Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  23. Metais de transição Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  24. Metais de transição Configurações eletrônicas e estados de oxidação Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  25. Metais de transição • Magnetismo • O magnetismo fornece informações importantes sobre a ligação. • Existem três tipos de comportamento magnético (mostrados aqui em ordem): • Diamagnético (nenhum átomo ou íon com momentos magnéticos). • Paramagnético (momentos magnéticos não alinhados fora de um campo magnético). • Ferromagnético (centros magnéticos acoplados alinhados em um sentido comum). Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  26. Metais de transição • Magnetismo • O spin do elétron gera um campo magnético com um momento magnético. • Quando dois spins são contrários, os campos magnéticos se cancelam (diamagnético). • As substâncias diamagnéticas são fracamente repelidas por campos magnéticos externos. • Quando os spins estão desemparelhados, os campos magnéticos não se cancelam (paramagnético). Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  27. Metais de transição • Magnetismo • Geralmente, os elétrons desemparelhados em um sólido não são influenciados por elétrons desemparelhados adjacentes. Isto é, os momentos magnéticos são aleatoriamente orientados. • Quando materiais paramagnéticos são colocados em um campo magnético, os elétrons ficam alinhados. • Ferromagnetismo é um caso especial de paramagnetismo onde os momentos magnéticos estão permanentemente alinhados (por exemplo, Fe, Co e Ni) • Os óxidos ferromagnéticos são usados em gravação de fita magnética (por exemplo, CrO2 e Fe3O4). Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  28. A química de alguns metais de transição Cromo Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  29. A química de alguns metais de transição Ferro Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  30. A química de alguns metais de transição Cobre Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

  31. Referências Bibliográficas • Química a ciência central 9ª edição – Brown, LeMay, Bursten Fernando Brandão 17001/ André Turrioni 16990 - EPR

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