Por que o cobre não precisa de proteção?

Transcrição

1 Por que o cobre não precisa de proteção? AUUL AL A Sobre o atão A recicagem do cobre Os usos do cobre metáico Decapagem do cobre metáico Especificação de um produto Souções diuídas e concentradas O que você vai aprender Fusão Matéria é formada de partícuas As partícuas que formam a matéria são muito pequenas Substância simpes e composta O que é uma iga Seria bom já saber Estudando como se faz a recicagem do aço e do aumínio, nós percebemos que os métodos são muito parecidos. É só aquecer bastante, até o meta fundir. A temperatura de aquecimento depende do ponto de fusão do meta. Os metais podem ser recicados por simpes aquecimento, pois são substâncias muito resistentes ao caor. Os metais, mesmo aquecidos a temperaturas atíssimas, não se transformam em outras substâncias. Só mudam de estado físico. As propriedades dos metais podem ser modificadas, misturando-se pequenas quantidades de outros metais. A iga, que é o resutado dessa mistura, tem comportamento competamente diferente dos metais, que foram misturados. Aço é uma iga de ferro e carbono; o atão é uma iga de cobre e zinco; o bronze é uma iga de cobre e estanho etc. Os metais amareados e os avermehados são vendidos para a mesma fábrica. Apesar de ees terem aparência bem diferente, os dois têm cobre na sua composição e, embora sejam encontrados em pequenas quantidades nos depósitos de ferro-veho, numa fábrica de cobre e atão a maior parte do meta é fabricado por recicagem. A principa matéria-prima encontrada numa fábrica de recicagem de cobre é o fio eétrico e o cabo de teefone. O cobre é um meta muito bom para fabricar fio eétrico porque conduz muito bem a eetricidade. Aém disso é um meta fáci de ser transformado em fios. Isto he interessa

2 A U L A Exercício 1. Você conhece aguma outra propriedade do cobre que tem apicação prática? Muitos fios que vão ser recicados parecem fios novos. Mas são fios que apresentam agum defeito ou que estão fora das especificações exigidas peo ciente e, por isso, não podem ser usados. O que é estar fora da especificação? Especificação é a descrição detahada e precisa das características de um materia. Quaquer materia comerciaizado deve estar acompanhado dessa descrição. Ea deve ser feita, de preferência, com números, ou seja, com medidas. Por exempo, o cobre para fins eétricos, normamente usado em fios, pode conter, no máximo, 400 gramas de oxigênio para cada quios de cobre. Mas, isso não quer dizer que tem gás oxigênio dissovido no cobre metáico. Na reaidade são 400 gramas de oxigênio igados ao cobre formando o óxido de cobre. Quaquer matéria é formada de partícuas muito pequenas. Essas partícuas são tão pequenas que não conseguimos vê-as, mesmo usando microscópio muito poderoso. Para ver as partícuas é preciso usar um microscópio com tecnoogia especia, que só existe em aguns aboratórios muito avançados. Nos 400 gramas de oxigênio tem um número fixo de partícuas de oxigênio. Cada uma das partícuas de oxigênio se iga a duas partícuas de cobre. Portanto, o número de partícuas de cobre que se igam ao oxigênio é fixo também. Um outro exempo de especificação é o ponto de fusão do meta. No caso do cobre, com essa impureza de óxido, o ponto de fusão é mais baixo que o do meta puro. O ponto de fusão do cobre impuro é o C enquanto o do cobre puro, sem nenhuma impureza, é o C. Exercício 2 Qua é o ponto de fusão do cobre com a introdução de impureza de óxido de cobre? O abaixamento do ponto de fusão não é muito grande, mas a presença de impurezas infui em outras propriedades como, por exempo, a faciidade de dobrar. É muito mais fáci dobrar cobre puro do que cobre com impurezas. A fusão do cobre é feita de forma bem parecida com a do ferro. O meta é fundido, são feitos os fios, os tubos e as chapas. Esses materiais são coocados em um íquido para tirar a camada de óxido que se forma sobre o meta. É o processo da decapagem. É uma espécie de avagem do meta. Os produtos de cobre que estão cobertos com uma camada de óxido são merguhados em ácido sufúrico. Nesse ponto podem surgir muitas dúvidas: Por que se tira a camada de óxido? No caso do aumínio era vantajoso ter essa camada de óxido para proteger o meta. Por que no cobre, não é?

3 O aumínio metáico, sem a camada de óxido, é atacado pea água. Por isso é bom que o meta esteja coberto com uma camada de óxido resistente à água. O cobre metáico não é atacado pea água. Por isso não há necessidade dessa camada de óxido. A U L A Como o ácido tira a camada de óxido de cobre? Quando a camada de óxido de cobre entra em contato com o ácido sufúrico, ea é atacada peo ácido, resutando em água e em uma substância chamada sufato de cobre. ÓXIDO DE COBRE + ÁCIDO SULFÚRICO ÁGUA + SULFATO DE COBRE Sufato de cobre não é óxido nem ácido e nem hidróxido. É de um outro grupo de substâncias que nós chamamos de sa. Geramente a paavra sa é usada para indicar uma substância que se chama coreto de sódio. Este é o nome da substância que usamos na cozinha para temperar a comida. O coreto de sódio é retirado da água do mar. A água do mar é sagada por causa do coreto de sódio que está dissovido nea. Em Química usamos a paavra sa para todas as substâncias que se formam quando um ácido reage com um hidróxido ou com um óxido de um meta. Muitas pessoas têm a idéia de que ácidos são substâncias muito perigosas. Na reaidade ácidos são perigosos quando estão muito concentrados. Quaquer ácido pode ser concentrado ou diuído. Ácido concentrado é aquee que tem pouca água. Por exempo: ácido sufúrico concentrado só tem 2% de água; 98% é ácido puro. Souções concentradas de ácido são muito perigosas. As souções que têm muita água são chamadas de souções diuídas; têm pouco souto misturado no sovente. Os ácidos diuídos não são tão perigosos. Por exempo: o vinagre, que usamos todos os dias, é um ácido diuído. O ácido que tem no vinagre chama-se ácido acético. Outro ácido com o qua todos nós temos contato é o que existe no imão, chamado ácido cítrico. Exercício 3 Pense nos dois exempos de ácido que foram citados, ácido acético e ácido cítrico, e identifique uma propriedade comum às duas substâncias.

4 A U L A vinagre imão diferentes tipos de ácidos que consumimos como aimentos Existem muitos tipos de ácidos: ácidos que nós comemos, que são remédios, que matam só de cheirar, que queimam, ácidos que corroem etc. Todos ees são azedos. O cobre é um meta muito usado como materia de construção. Exercício 4 Por que usamos o cobre para encanamentos de água quente? O cobre é muito usado também em encanamentos de refrigeração. Por exempo, nas serpentinas de chope. O chope passa dentro do tubo de cobre que está merguhado num banho de geo. Exercício 5 Por que o cobre é usado em serpentinas de chope? É porque o cobre conduz bem o caor ou é porque o cobre não deixa passar o caor? Todos os metais têm agumas propriedades que são muito parecidas. Por exempo, todos deixam passar corrente eétrica, todos deixam passar o caor, quaquer meta é fáci de ser transformado em fios, são todos fáceis de serem transformados em chapas, não se transformam em outras substâncias com o aquecimento. Se todos os metais têm as mesmas propriedades, por que se usa um meta para cada apicação? Apesar de as propriedades dos metais serem parecidas, ees não são iguais. Assim, um meta deixa passar mais o caor que o outro, ou deixa passar mais a corrente eétrica que o outro etc. Para faciitar o estudo do comportamento e das propriedades das substâncias, nós juntamos as substâncias em grupos.

5 Existem mihões de maneiras de agrupar as substâncias. Por exempo, podemos agrupar substâncias em: - substâncias cooridas e substâncias brancas; - substâncias que se dissovem na água e substâncias que não se dissovem na água; - substâncias duras e substâncias moes etc. A cassificação de substâncias em cooridas e brancas é muito difíci, porque existem muitas substâncias que têm cores tão páidas que fica difíci de saber se são brancas ou cooridas. Acontece a mesma coisa com substâncias que se dissovem na água e substâncias que não se dissovem na água. É difíci de ocaizar uma substância nessa cassificação. Na Química, agrupamos as substâncias de várias maneiras, mas todas eas são fáceis de usar. Por exempo, substâncias simpes e compostas. É possíve saber exatamente se uma substância é simpes ou composta. As substâncias simpes podem ser cassificadas em metais e não-metais. As substâncias compostas podem ser ácidos, hidróxidos, óxidos e sais. Cassificando as substâncias, é possíve ter uma idéia do comportamento deas, sem necessidade de fazer testes. É preciso embrar que as propriedades são parecidas, mas não iguais. Cada substância tem um conjunto de propriedades muito bem definidas. A U L A Você precisa saber Cobre é um meta que conduz muito bem a eetricidade. Também é muito dúcti, isto é, pode ser facimente transformado em fios. Latão é uma iga de cobre e zinco. Bronze é uma iga de cobre e estanho. Especificação é a descrição detahada e precisa das características de um materia. As substâncias compostas são cassificadas em quatro grupos: - ácidos - hidróxidos - óxidos - sais Ácidos são substâncias de sabor azedo. Hidróxidos são substâncias que se formam quando metais são atacados por água. Óxidos são substâncias que se formam quando metais ou não-metais se igam ao oxigênio. Sais são substâncias que se formam quando um ácido ataca um hidróxido ou um óxido de meta.

6 AVamos U L A pensar mais Quando o cobre é trabahado a quente, ee se recobre com uma camada preta de óxido de cobre. Esse óxido é diferente daquee mencionado na seção Isto he interessa. Lá faou-se de um óxido que se forma com o oxigênio, que existe como impureza no cobre. Nesse óxido, uma partícua de oxigênio igase a duas partícuas de cobre. Ee fica dentro da peça de cobre. No óxido preto que se forma na superfície do cobre uma partícua de oxigênio iga-se a apenas uma partícua de cobre. O cobre é, portanto, mais um eemento que forma dois óxidos. Você já viu que um outro meta, o ferro, também forma dois óxidos. O mesmo acontece com o carbono, um não-meta. A camada de óxido que se forma na superfície do cobre é prejudicia no tratamento que a peça de cobre vai receber. Por exempo, um tubo de cobre é iniciamente fabricado com um diâmetro grande e uma espessura de parede também grande. Depois ee passa por uma máquina em que são reduzidos o diâmetro e a espessura. Isso é possíve devido às propriedades do cobre: ee é maeáve e dúcti. O óxido de cobre, que não é maeáve nem dúcti, compromete esse processo de redução das dimensões da peça. Por isso ee precisa ser tirado. O óxido de cobre é tirado num processo chamado decapagem. Nesse processo a peça de cobre é merguhada numa soução diuída de ácido sufúrico. Em seguida passa por dois banhos de água para tirar o ácido sufúrico e o sufato de cobre que se formou quando o ácido atacou o óxido. A decapagem com ácido sufúrico é possíve porque o ácido ataca o óxido, mas não ataca o cobre. O cobre é um dos metais que não são atacados por ácido sufúrico. Outro meta, que também não é atacado, é o ouro. Metais como ferro, zinco e aumínio são facimente atacados peo ácido sufúrico. Por isso não dá para tirar a camada de óxido desses metais com ácido sufúrico. Esse é o caso, por exempo, da ferrugem. Isso não significa que o cobre não seja atacado por nenhum ácido. O ácido nítrico o ataca. Transforma o cobre num sa chamado nitrato de cobre. No comércio as especificações de um produto são muito importantes. Ninguém compra nada fora das especificações. Quando compramos pregos, especificamos o tamanho. Se compramos fio eétrico, damos um número, que especifica a grossura do fio. Quando uma indústria compra materia de um fornecedor também especifica esse materia. Hoje em dia, a capacidade de uma empresa de fornecer um produto exatamente dentro das especificações do ciente é fundamenta para ea não fair. Fornecer produtos de acordo com as especificações do ciente significa quaidade. Dentro de uma empresa todos, desde o chefe até o faxineiro, podem e devem contribuir para produzir com quaidade. Para isso é preciso reaizar o trabaho com competência e responsabiidade.

7 O que é atão Como se recica o cobre Para que serve o cobre metáico Agora A U Leu A sei O que é decapagem do cobre O que é especificação de um produto O que são souções diuídas O que são souções concentradas O que é sa O que é ácido Como as substâncias são cassificadas Exercício 6 Cassifique como verdadeira (V) ou fasa (F) cada uma das afirmações a seguir: a) ( ) Latão e cobre são igas. b) ( ) Na recicagem, o meta precisa primeiro ser aquecido até fundir. c) ( ) As partícuas de oxigênio são iguais às de cobre. d) ( ) É importante ter uma camada de óxido na superfície do cobre metáico. e) ( ) Soução concentrada tem mais sovente do que uma soução diuída. Vamos exercitar Exercício 7 Qua é a principa matéria-prima encontrada numa fábrica de recicagem de cobre? Por quê? Exercício 8 Cite três usos do cobre metáico. Exercício 9 O quadro a seguir dá composições típicas para atão e bronze: LIGA atão bronze COMPOSIÇÃO 70% de cobre, 30% de zinco 90% de cobre, 10% de estanho a) Qua das duas igas tem mais cobre? Expique. b) No que diferem o atão e o bronze?

8 A U L A Exercício 10 Compete o quadro abaixo com as paavras: substância simpes, substância composta ou mistura. Coreto de sódio... Aumínio... Siício... Cobre... Ácido acético... Hidróxido de zinco... Latão... Sufato de cobre... Fósforo... Bronze... Óxido de cobre... Ácido sufúrico... Exercício 11 O que é especificação de um produto? Exercício 12 Dê um modo de especificar o cobre recicado. Exercício 13 O que é decapagem do cobre? Exercício 14 Por que tiramos a camada de óxido da superfície do cobre e não a do aumínio? Exercício 15 Qua é o nome do ácido usado para retirar a camada de óxido da superfície do cobre? Exercício 16 Uma soução de sa em água foi preparada dissovendo-se uma coher de sa em um copo de água e, outra, dissovendo-se duas coheres de sa em um copo de água. a) Qua das duas souções é mais concentrada? Por que? b) Como você faria para diuir quaquer uma das duas souções?