Por que o alumínio compete com o aço?

Transcrição

1 Por que o aumínio compete com o aço? AUUL AL A Sobre carbono Extração do aumínio da bauxita Recicagem do aumínio As propriedades do aumínio Por que o aumínio não enferruja O que você vai aprender O que é o aço Existem diferentes tipos de aço O aço enferruja Aumínio é meta Densidade Ponto de fusão Somente ferro é atraído peo ímã Seria bom já saber O aço é um materia de muita utiidade para nós. Já sabemos que, para se obter o aço com as características que nós queremos, basta adicionar quantidades controadas de outros metais, como crômio, aumínio, níque, titânio etc. A principa substância que tem em quaquer tipo de aço é o carbono, que não é um meta. O carbono é uma substância simpes que não tem as propriedades de um meta. Por isso ee é chamado de um não-meta. A grafite de ápis é carbono. Ea quebra fáci, não dá para fazer chapas de carbono, nem dá para transformáa em fios. A única propriedade da grafite que é igua à dos metais é a de conduzir corrente eétrica. Por causa dessa propriedade, a grafite é usada na fabricação de pihas. Se você desmontar uma piha, vai encontrar dentro dea um ciindro preto que é feito de carbono. Ee conduz a corrente eétrica que é produzida na piha. No aço são coocados outros não-metais. Os mais comuns são o fósforo e o siício. As características do aço dependem das substâncias adicionadas ao ferro e das suas quantidades. Vendo todas as apicações do aço, temos a impressão de que se trata de um materia perfeito, de que seu único defeito é a corrosão. Existe outra desvantagem do aço que não é muito visíve para nós. É o seu peso. O aço é basicamente ferro; por isso é muito pesado. Essa é a grande desvantagem do aço. Isto he interessa

2 A U L A É fáci de confirmar isso. Experimente carregar um objeto feito de aço e um outro feito de aumínio e você vai notar a diferença. Mas será que dá para construir uma máquina com aumínio? Com o aumínio puro tavez seja difíci, mas, com as igas de aumínio, é possíve fazer muita coisa. O que era feito de ferro, há pouco tempo, agora é feito de aumínio. Exercício 1 Faça uma ista de objetos que não aparecem na figura, e que eram feitos de aço e agora são feitos de aumínio. Uma das principais quaidades do aumínio é a de ser um meta muito eve. Exercício 2 A densidade do aumínio é mais ou menos a metade, um terço ou um décimo da densidade do ferro? Aém da densidade muito baixa, o aumínio tem características mecânicas muito boas. Pode ser facimente transformado em chapas ou em fios. Isso aumenta a possibiidade de seu uso. Outra característica interessante do aumínio é a de que ee conduz eetricidade. Por isso ee é usado em fios de ata tensão. Nas cidades grandes, existe muita campanha pea recicagem do aumínio. Será que é difíci recicar aumínio? Na fábrica de recicagem existe um forno aberto, onde se faz a fusão do aumínio. A sucata de aumínio é preparada antes de ir para o forno. Ea passa por uma esteira magnética.

3 Exercício 3 O que acontece quando a sucata de aumínio passa por uma esteira magnética? A U L A Depois de passar pea esteira, a sucata de aumínio é prensada antes de ser coocada no forno. É preciso prensar o aumínio e fazer uma espécie de pacote porque, se o aumínio for coocado soto no forno, ee queima inteiro. Por que o aumínio soto queima e o aumínio em pacote não queima? Para queimar o aumínio é preciso que ee entre em contato com o ar. Se o aumínio estiver na forma de pacote bem prensado, não vai haver ar suficiente para o aumínio queimar e por isso o aumínio derrete e não queima. Ao queimar o aumínio na presença de ar ee se transforma em óxido de aumínio. Nas condições do forno, a transformação do aumínio em óxido é ainda mais fáci. Com o aumínio acontece a mesma coisa que com muitos outros metais. O aumínio metáico se transforma espontaneamente em óxido de aumínio, que é a forma como esse meta se encontra na natureza. Bauxita é o nome do minério de onde se extrai aumínio. Para fazer essa extração, precisa-se de muita eetricidade. A grande vantagem de se recicar o aumínio é que não se precisa gastar toda essa energia eétrica. Como o ponto de fusão do aumínio metáico não é ato, é fáci de fundir. A transformação do óxido no meta não é uma transformação natura. É forçada com muita eetricidade. Por isso é um processo caro. No Brasi, temos uma das maiores reservas de bauxita. Por isso o Brasi é um dos grandes produtores de aumínio. Para derreter o ferro é preciso mais caor do que para fundir o aumínio. Exercício 4 Por que se sente mais caor onde se derrete ferro do que onde se recica aumínio? Outra coisa diferente na recicagem do aço é um controe muito rigoroso das substâncias que estão misturadas no ferro. Na fábrica de recicagem do aumínio não se faz controe com tanto rigor, porque o aumínio produzido da recicagem é usado, por exempo, para construir carrocerias de ônibus e de caminhões. O aumínio tem muito uso porque é um meta muito eve e porque não sofre corrosão. O aumínio metáico é muito resistente à corrosão porque tem uma camada de óxido de aumínio que o protege. O óxido de aumínio é uma substância muito dura, resistente à ação da água. É muito impermeáve. Não deixa passar oxigênio. Por isso, quando se forma essa camada de óxido de aumínio, o resto do meta fica protegido. O aumínio é um meta que tem muitas quaidades. As duas principais são: eveza e resistência à corrosão. Pode-se preparar igas de propriedades muito boas, misturando-se o aumínio a outros metais, principamente o magnésio.

4 A U L A Você precisa saber Carbono, fósforo e siício são substâncias simpes, não-metais. São adicionadas ao aço para dar-he propriedades mehores. Aumínio é um meta, cuja densidade é menor que a do ferro. Sua temperatura de fusão também é menor que a do ferro. O aumínio pode ser transformado facimente em chapas, fios e perfis. O aumínio é encontrado na natureza na forma de um minério chamado bauxita. Bauxita é uma mistura de óxidos, em que o óxido de aumínio é encontrado em maior quantidade. O Brasi é rico em bauxita, principamente os estados de Minas Gerais e Pará. O aumínio é obtido da bauxita num processo que usa eetricidade. Por isso é um processo caro. Recicar aumínio é mais barato do que obter aumínio a partir da bauxita, porque é só fundir o aumínio. O aumínio recobre-se rapidamente com uma camada de óxido de aumínio, porque o aumínio se iga facimente ao oxigênio do ar. Essa camada de óxido é muito fina e dura e não deixa passar oxigênio. Por isso ea protege o aumínio, que fica muito resistente ao ataque do ar e da chuva. Vamos pensar mais Na aua 19 você viu que meta é uma substância simpes, ou uma iga, que tem briho, é maeáve, dúcti, deixa passar eetricidade e conduz caor. As substâncias simpes que não têm todas essas propriedades são chamadas de não-metais. Das substâncias simpes que você conhece, nitrogênio e oxigênio são nãometais, porque não têm nenhuma das propriedades dos metais. Carbono, por outro ado, não tem briho, não é maeáve, nem dúcti (quebra com faciidade), mas deixa passar eetricidade. Aumínio é obtido do minério chamado bauxita. Bauxita é uma mistura de óxido de aumínio, óxido de ferro e de aguns outros óxidos. Metade da bauxita é óxido de aumínio. O óxido de ferro dá cor marrom-avermehada à bauxita. Ea parece uma terra comum. Para extrair aumínio da bauxita, primeiro precisamos separar o óxido de aumínio dos outros óxidos. Isto é feito com uma substância chamada soda cáustica, que precisa estar quente. O óxido de aumínio dissove-se e os outros óxidos, não. Obtém-se uma mistura heterogênea. Dá para separar os outros óxidos por decantação. Em seguida, precisa-se separar o óxido de aumínio dessa soução. Essa é só a primeira parte da produção de aumínio a partir da bauxita. Temse agora óxido de aumínio puro.

5 O óxido de aumínio é misturado com outras substâncias e é aquecido a 980 o C. Passa-se eetricidade por ee e aí forma-se o aumínio. O oxigênio, que estava igado a ee, vai embora. Para produzir 1 kg de aumínio precisa-se de tanta eetricidade quanto para deixar acesas 250 âmpadas durante uma hora. Dá para perceber que sai caro produzir aumínio a partir da bauxita. É preciso separar o óxido de aumínio e, depois, usar muita eetricidade. Este é o motivo por que é tão interessante recicar aumínio. Para recicar sucata de aumínio, basta aquecê-a até a temperatura de fusão do aumínio, que é de 660 o C. O aumínio derretido é transformado em ingotes, que são vendidos às indústrias que o usam. Às vezes, vem ferro junto com o aumínio Para separá-o usa-se um ímã, antes de jogar a sucata de aumínio no forno de fusão. Quando a sucata de aumínio é de atas de refrigerante, a gente precisa prensar um monte de atas para formar um pacote menor. É que as atas são de aumínio muito fino e na temperatura do forno de fusão seriam atacadas peo oxigênio do ar. O aumínio formaria óxido de aumínio e perderíamos todo o aumínio. Quando as atas estão prensadas, o oxigênio não chega á tão facimente e o aumínio derrete antes de ser atacado peo oxigênio. Veja os exercícios 1 e 7 da Aua 16 sobre queima de fohas de pape. A U L A Que carbono não é meta. Agora eu sei As propriedades do carbono. Quais são as desvantagens do aço. Que o aumínio tem densidade muito menor que a do aço. Por que é importante recicar aumínio. Como se extrai o aumínio do minério. O que é a bauxita. O que acontece com o aumínio metáico no ar. Por que as atas de aumínio devem ser prensadas para fazer a recicagem.

6 AVamos U L A Exercício 5 exercitar Cassifique como verdadeira (V) ou fasa (F) cada uma das afirmações a seguir: a) ( ) Quaquer tipo de aço tem carbono. b) ( ) O carbono é um meta. c) ( ) Carbono é uma substância simpes. d) ( ) As propriedades do aço dependem das substâncias adicionadas ao ferro. e) ( ) Siício é um meta. f) ( ) A única desvantagem do aço em reação ao aumínio é que o aço enferruja. g) ( ) O aço é mais pesado que o aumínio. h) ( ) O aumínio é atraído peo ímã. i) ( ) O Brasi tem grandes quantidades de bauxita. j) ( ) Aumínio queima tão facimente quanto o ferro. Exercício 6 Dê exempo de três não-metais que podem ser adicionados ao aço. Exercício 7 Cite três propriedades do aumínio que fazem com que esse meta seja muito utiizado. Exercício 8 Qua é o nome do composto que se forma quando o aumínio queima? Exercício 9 Quando aquecido, o aumínio em pó queima e uma barra de aumínio não queima. Por quê? Exercício 10 Qua é a diferença entre fundir e queimar? Exercício 11 Qua é o nome do minério de aumínio? Em que forma o aumínio se encontra nesse minério? Exercício 12 Quais são as duas principais quaidades do aumínio metáico? Exercício 13 Escoha uma das substâncias, aumínio, óxido de aumínio, fósforo, bauxita e aço, para exempificar cada um dos casos abaixo: a) É um minério. b) É um meta mais eve que o ferro. c) É uma iga. d) É um não-meta. e) É uma substância composta. Exercício 14 Por que o aumínio metáico é resistente à corrosão? Exercício 15 Qua é a diferença entre extrair e recicar o aumínio? Exercício 16 O que é mais fáci: transformar o aumínio metáico em óxido ou o óxido em meta? Por quê? Exercício 17 Como comprovar que o ferro tem densidade maior que a do aumínio?