Parte 2. Química Aplicada. Professor Willyan Machado Giufrida

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1 Tópicos especiais Corrosão na construção civil Parte 2 Propriedades de alguns elementos metálicos Química Aplicada 1 Professor Willyan Machado Giufrida

2 Propriedades Físicas dos Metais São, geralmente, sólidos (exceção do mercúrio líquido); apresentando temperaturas de fusão entre 30ºC (Cs e Ga) e 3.400ºC (tungstênio W); Apresentam brilho característico, denominado brilho metálico ; São bons condutores de eletricidade e calor, sendo os melhores: Ag, Cu, Al e Au. 2

3 Propriedades Mecânicas dos Metais Maleabilidade: é a capacidade de serem transformados em lâminas; Ductibilidade: é a capacidade de serem transformados em fios; Dureza: é a resistência ao corte mecânico (medida pela facilidade de se submeter ao risco ou riscarem outros metais); 3

4 Classificação dos Metais O metais podem ser classificados em: Metais ferrosos; são aqueles que, geralmente, estão associados ao ferro. possuem uma porcentagem de ferro superior a 90%. 4 Metais não ferrosos. são metais ou ligas metálicas (mistura de metais) que não contém ferro ou, se o tem, a quantidade é pequena. Ex: Alumínio, bronze, cobre, estanho e latão são exemplos de metais não ferrosos.

5 Algumas propriedades dos Metais ferrosos O Aço: O aço possui teor de carbono de até 1,7%; Sua resistência à ruptura por tração pode variar, de 200 MPa a valores superiores a 1200 MPa; A resistência a compressão é igual à resistência à ruptura por tração. O Ferro fundido: 5 Possui teor de carbono variando entre 1,8% e 4,5%; Resistência à tração é baixa, no máximo 400 Mpa; Boa resistência à compressão, entre duas e quatro vezes a resistência à tração.

6 Algumas propriedades dos Metais ferrosos O Ferro laminado: Baixo teor de carbono (inferior a 0,12%); resistência à tração que atinge: no máximo 350 Mpa na direção das fibras e 320 MPa na direção perpendicular às fibras; resistência à compressão entre duas e quatro vezes a resistência à tração. Atualmente, na engenharia estrutural, o único metal ferroso utilizado é o aço, mas com teor de carbono limitado a 0,29% teores mais elevados podem causar redução de ductilidade e soldabilidade.

7 Algumas propriedades dos Metais ferrosos Titânio e Ligas: É um metal branco prateado, que resiste bem à corrosão. É excepcionalmente duro, tem alta resistência mecânica e baixa densidade (4,5 g/cm 3 ). Um grande número de aplicações em motores de avião a jato e foguetes, em aeronaves e veículos espaciais. É também aplicado quando se necessita uma elevada resistência à corrosão.

8 Algumas propriedades dos Metais ferrosos Vanádio: É um metal muito duro, tem grande resistência mecânica e a corrosão, porém é mais denso que o titânio. Raramente é produzido na forma pura, mas é encontrado em ligas com o ferro, denominadas ligas ferro-vanádio. Sua maior aplicação é em ligas de ferro, como por exemplo, no aço, ao qual confere resistência e ductibilidade.

9 Algumas propriedades dos Metais ferrosos Crômio: Metal branco prateado, resistente à corrosão, muito duro e um tanto frágil quando puro. É usado para formar ligas com o aço e na galvanização do ferro e outros metais. O crômio é, muitas vezes, gerado eletroliticamente, por isso não tem boa aderência ao ferro ou aço. Nesses casos, um processo conhecido como galvanização tripla é utilizado para depositar o crômio nesses metais e ligas.

10 Algumas propriedades dos Metais ferrosos Manganês: Metal branco, brilhante, consideravelmente mais reativo do que o titânio, vanádio ou crômio. Seu principal uso encontra-se como constituinte de liga no aço. Dos compostos de manganês, o mais importante é o MnO2, comumente chamado de dióxido de manganês.

11 Algumas propriedades dos Metais ferrosos Ferro e ligas: O ferro é um dos materiais mais utilizados, sendo muito abundante (em cerca de 5% da crosta terrestre) e de fácil obtenção a partir de seus minerais. Ocorre, naturalmente, nos minerais hematita (Fe2O3), limonita (Fe2O3. H2O), magnetita (Fe3O4), siderita (FeCO3), pirita (FeS2) e como impureza de muitos outros minerais.

12 A corrosão do Ferro O ferro enferruja-se quando exposto ao ar úmido ou à água saturada com ar. A ferrugem é constituída, primariamente, por óxido férrico hidratado, de composição variável (Fe 2 O 3. xh 2 O). A ferrugem é acelerada pela presença de ácidos, sais e metais reativos, assim como em elevadas temperaturas. 12

13 A corrosão do Ferro Tanto a água, como o oxigênio são necessários para a formação da ferrugem, que se pensa iniciar com a oxidação do ferro ao estado 2 + : O íon ferroso migra para fora do ferro através da água, que em alguns casos, é apenas uma fina película. O oxigênio é o agente oxidante nessa reação: 13

14 A corrosão do Ferro O íon férrico hidrolisa-se imediatamente e precipita como ferrugem: 14