METAIS E LIGAS METÁLICAS ELECTRÓLISE

Transcrição

1 METAIS E LIGAS METÁLICAS ELECTRÓLISE

2 ELECTRÓLISE 2 Abundância natural dos elementos na crusta terrestre em percentagem em massa

3 Dos Minerais aos Metais 3 Minerais

4 2. 3. Metais Degradação Ambiente dos Metais e Vida Dos Minerais aos Metais 4 Mineral Minério Reserva Mineral Metalurgia exploração economicamente viável depósito mineral não explorado extracção de metais a partir dos seus minérios e obtenção de ligas metálicas

5 Dos Minerais aos Metais 5 Materiais de síntese Metais Nativos Metais obtidos por transformações químicas a partir do minério redução do minério ou electrólise ocorre na natureza como substância elementar

6 Dos Minerais aos Metais 6 Extracção Metais do Minério Preparação do minério Produção do metal Preparação da metal

7 Dos Minerais aos Metais Preparação do minério Remoção ganga (argilas, silicatos) Métodos : - Sedimentação selectiva (densidades) - Separação magnética 7 - Flutuação (adiciona-se água com um colector que se adsorve no mineral formando uma camada hidrofóbica => flutuar) - Lexiviação (tratamento com ácidos e bases)

8 Processos de Extração dos Metais Ustulação 8 do minério para libertar impurezas voláteis e converter sulfuretos e carbonatos em óxidos mais facilmente redutíveis Minério em pó é aquecido entre 600º a 1000ºC

9 Processos de Extração dos Metais 9

10 Processos de Extração dos Metais 10

11 Processos de Extração dos Metais Redução por Via Química de Minérios O metal é deslocado do minério por acção de um elemento com maior afinidade para o oxigénio do que ele (com maior poder redutor) Fusão Redutora (aquecimento com carbono) 11 ZnS -> Concentrado flutuação -> ustulado a óxido ->reduzido pelo C ZnO (s) + C(s) Zn (l) + CO (g)

12 Processos de Extração dos Metais Redução Electrolítica do Minério O metal é reduzido por acção da corrente eléctrica depositando-se no cátodo Metais com elevada afinidade para o oxigénio, maior poder redutor que o C, só podem ser reduzidos por métodos electrolíticos 1. Minério dissolvido/fundido (electrólito) 2. Submetido acção de um campo electrico Iões (+) do metal são atraídos para o cátodo (-) onde se reduzem

13 Processos de Extração dos Metais Redução Electrolítica do Minério O metal é reduzido por acção da corrente eléctrica depositando-se no cátodo Metais com elevada afinidade para o oxigénio, maior poder redutor que o C, só podem ser reduzidos por métodos electrolíticos 1. Minério dissolvido/fundido (electrólito) 2. Submetido acção de um campo electrico Iões (+) do metal são atraídos para o cátodo (-) onde se reduzem

14 Redução por via química Redução com metal de maior poder redutor, normalmente a temperaturas elevadas: 14 Recorrendo ao hidrogénio como agente redutor:

15 Redução por via química 15 Recorrendo ao carbono como agente redutor:

16 Redução por via química 16 Filme Alto Forno

17 REDUÇÃO POR ELECTRÓLISE 17 O QUE É UMA ELECTRÓLISE? Do grego: elektron, electricidade, e lysis, decomposição é o fenómeno inverso ao que ocorre numa pilha, isto é a corrente eléctrica provoca uma reação de oxidação-redução

18 REDUÇÃO POR ELECTRÓLISE Electrólise do cloreto de sódio fundido: 18

19 REDUÇÃO POR ELECTRÓLISE Electrólise do cloreto de sódio solução aquosa: 19

20 REDUÇÃO POR ELECTRÓLISE A extracção do alumínio por electrólise: 20

21 REDUÇÃO POR ELECTRÓLISE Procede-se à electrólise de uma mistura fundida de Al 2 O 3 e criolite Na 3 AlF 6 21

22 COMPARANDO AS PTLHAS COM A ELETRÓLISE 23 Observe os dois casos: no ânodo, ocorre uma oxidação e, no cátodo, uma redução; os sinais + e -, contudo, são invertidos.

23 APLICAÇÕES DA ELECTRÓLISE 24