Apresentação - Alumínio

Prévia do material em texto

Alumínio
Preparação e Propriedades 
IZIS M. PEREIRA N°19
JULIANA V. BORTOLETO N°23
MATHEUS DE S. BATISTA N°30
MAYRA A. R. MANICARDI N°31
TAMIRES C. SIMÕES N°39
Introdução
★ O elemento químico alumínio é o metal 
mais comum na crosta da Terra e o 
segundo metal mais utilizado.
★ É encontrado apenas junto com outros 
elementos como o silício, o oxigênio e o 
hidrogênio, formando compostos que 
estão presentes em rochas chamadas de 
Minérios do Alumínio, tendo a Bauxita 
como o mais comum.
★ No século XIX, cientistas aprenderam a 
separá-lo de outros elementos 
Histórico - Humphry Davy
★ O Alumínio começou a ser usado 5 mil anos atrás pelos Egípcios,Persas e 
pelos Gregos como por exemplo para estancar feridas.
★ Em 1807, Humphry Davy conseguiu isolar o sódio de NaCl e o potássio da 
potassa por meio da eletrólise desses compostos derretidos. Um ano 
depois, fez o mesmo com alguns elementos da família 2A. 
★ Após o sucesso em suas experiências, ele raciocinou que existia um 
elemento desconhecido dentro da composição dos compostos de 
Alumínio.
★ Davy não isolou o elemento, apenas o identificou e nomeou de alumium.
Histórico - Hans C. Orsted
★ Em 1825, o primeiro Alumínio elementar foi produzido por Hans Christian 
Orsted.
★ Ele aqueceu Cloreto de Alumínio (AlCl3) com uma liga de potássio e 
mercúrio e depois destilou o mercúrio.
★ Porém o processo não produziu metal o suficiente até mesmo para uma 
análise básica e foi difícil de reproduzir o experimento.
 
Histórico - Friedrich Wöhler
★ Em 1827, Friedrich Wöhler tentou o mesmo experimento, porém tudo 
que conseguiu foi um pó de Alumínio impuro.
★ Em 1845, ele produziu “pó metálico cinza” com pequenos glóbulos de 
alumínio aquecendo potássio e cloreto de alumínio juntos em um sistema 
fechado, excluindo assim a umidade.
★ Em 1850, primeira produção eletrolítica de alumínio foi feita, pois naquela 
época a tecnologia das baterias tinha melhorado.
★ A primeira eletrólise do alumínio foi desenvolvida independentemente 
por duas pessoas:
Histórico - Robert W. von Bunsen
★ Bunsen mudou a bateria de Grover substituindo o cátodo de platina por 
um de carbono mais econômico dentro da própria bateria, reduzindo 
assim o seu custo.
★ Em 1854, ele começou a fazer a eletrólise produzindo cromo puro, 
magnésio, sódio, bário, cálcio e lítio, e quantidades muito pequenas de 
alumínio. 
★ Após isso, Bunsen mudou para outras áreas de interesse, publicando seu 
importante artigo sobre espectroscopia de emissão em 1860.
Histórico - Henri S. C. Deville
★ Ainda em 1854, Deville reduziu os íons de alumínio ao metal por 
eletrólise.
★ Ele apresentou suas descobertas sobre a produção eletrolítica à 
Academia Francesa de Ciências uma semana depois que Bunsen publicou 
seus resultados. 
★ Napoleão III ficou interessado no alumínio para fazer armaduras 
militares.
Histórico - Henri S. C. Deville
★ Deville teve que reduzir o custo do processo, substituindo o potássio de 
Wöhler por sódio: 
★ Assim, ele foi capaz de obter alumínio suficiente para produzir pedaços 
do tamanho de bolas de gude.
AlCl3(s) + 3Na(s) → Al(s) + 3NaCl(s)
Histórico - Henri S. C. Deville
★ Em 1856, ele fundou uma fábrica de produção de alumínio em Paris com 
o dinheiro de Napoleão III.
★ Em 1858, patenteou um método para tornar mais econômica a extração 
de alumina (Al2O3) de bauxita mineral, 
★ Introduzindo o elemento ao mundo, baixando seu preço a um nível que 
permitia às pessoas comuns comprar jóias de alumínio
Histórico 
★ Porém, o elemento continuou uma grande curiosidade.
★ Parte desse fato foi por causa do metal produzido por Deville, já que ele 
era apenas 97% puro e muito difícil de se trabalhar.
★ Outro obstáculo foi a falta de uma boa fonte de energia já que ela 
precisava ser forte, sustentável e econômica.
★ Esse problema foi resolvido em 1871 quando Zénobe Gramme aumentou 
a voltagem do dínamo e tornou a corrente mais consistente e previsível.
Histórico - Charles M. Hall 
★ O livro escrito por Deville inspirou as pesquisas individuais de Hall e 
Héroult
★ Quando as primeiras tentativas de extrair alumínio de Hall falharam, ele 
precisou usar muitas baterias de Bunsen para fazer a eletrólise .
★ Como fonte de Alumínio, Hall precipitou Alumina (Al2O3) misturando com 
carbonato de sódio (Na2CO3) e secando os resultados filtrados. 
★ Em 1886, ele descobriu que a Criolita (Na3AlF6) dissolvia alumina como 
açúcar no café.
Histórico - Charles M. Hall
★ Após isso, no dia 23 de fevereiro de 1886 ele produziu suas primeiras 
peças de alumínio metálico e pediu patente em 9 de julho, usando a 
seguinte reação:
2Al2O3 + 3C → 4Al + 3CO2
Cátodo: Al3+ (derretido) + 3e- → Al (l)
Ânodo: 2O2- (derretido) + C (s) → CO2 (g) + 4e-
Histórico - Paul L. T. Héroult
★ Como Hall, Héroult decidiu fundir a criolita como solvente e fez sua 
primeira extração do Alumínio.
★ Ele apresentou sua patente em 23 de abril na França e em 22 de maio de 
1886 nos Estados Unidos, antes de Hall.
★ Os dois chegaram a um entendimento amigável sendo que Héroult 
detinha a patente anterior, mas o trabalho de Hall prevalecia. 
★ Hoje sua invenção é conhecida como o processo Hall-Héroult.
Histórico - Hall-Héroult
★ No final, Hall foi quem mais ganhou nesse processo, pois ele conseguiu 
um patrocinador (o capitão Alfred Epher Hunt) e formou a empresa 
Pittsburgh Reduction Company
★ Em 1907, ela se tornou Aluminium Company of America e, sob o nome 
atual de Alcoa, é a maior produtora mundial de alumínio.
★ A história do alumínio destaca como uma descoberta científica possibilita 
outra e outra, fazendo com que o processo Hall-Héroult se torne 
inevitável.
Propriedades periódicas
Símbolo: Al
Número atômico:13
Série química: metais representativos 
Bloco:P
Grupo:13A
Período:3
Densidade: 2,7 g/cm³
Ponto de fusão: 660,3ºC
Ponto de ebulição:2.595ºC
Coeficiente de dilatação térmica: 16,5 
x10(-6)
Propriedades físico-químicas 
★ Resistência à corrosão: elevada, dada a uma fina e invisível camada de 
óxido 
★ Condutibilidade elétrica: 62% da IACS (International Annealed Copper 
Standard) 
★ Condutibilidade térmica: 238 W/(m.K)
★ Refletividade: Acima de 80%
★ Reciclagem: infinitamente reciclável
Processos de Obtenção 
★ Obtido a partir da Bauxita (rocha com 
aparência de argila, mas sem 
plasticidade, constituída de hidróxidos 
de alumínio e óxidos de alumínio 
hidratados). 
★ A bauxita deve apresentar no mínimo 
30% de óxido de alumínio (Al2O3) 
aproveitável para que a produção seja 
economicamente viável.
★ A bauxita é 
transportada da mina 
para a usina, onde é 
lavada para eliminar a 
argila e britada, antes 
de ser transportada 
para o refino.
Processos de Obtenção
 
Processos de Obtenção
★ Para a obtenção do óxido de alumínio, a 
alumina, a matéria-prima bauxita passa por 
um processo de trituração da mistura, 
aquecimento e pressão com soda cáustica 
e cal, que depois é filtrada e seca, até se 
transformar em um pó branco. 
Processos de Obtenção 
★ Numa cuba, a eletricidade circula entre um polo negativo (cátodo) e um 
polo positivo (ânodo), ambos feitos de carbono. O anodo reage com o 
oxigênio da alumina e forma gás carbônico (CO2).
★ Nessa etapa, o óxido de alumínio é transformado (reduzido) em alumínio 
metálico (Al). Basicamente, a reação que ocorre nesse processo é:
★ Deste processo resulta o alumínio líquido, que pode, então, ser retirado 
da cuba.
2Al2O3(l) → 4Al(s) + 3O2(g)
Processos de Obtenção
Armazenamento
★ Deve ser armazenado em estantes 
ou prateleiras, hermeticamente 
fechado em local seco.
★ Manter longe de soluções ácidas, 
alcalinas e halogenadas 
★ É importante manter certos 
componentes afastados, dada a 
incompatibilidade química 
Aplicações 
★ Meios de transporte: elementos 
estruturais em um avião, barcos, 
automóveis e etc 
★ Embalagens: papel alumínio, latas e 
etc 
★ Construção civil: janelas, portas, 
gradese etc
★ Bens de uso: utensílios de cozinha 
Aplicações 
Relações Econômicas
★ Representou 4,5% do PIB industrial brasileiro (2008);
★ Sendo responsável por 3,0% das exportações nacionais chegando a 1 
milhão de toneladas de alumínio (2008);
★ Seus produtos (incluindo bauxita e alumina) atingiram US$ 3,8 bilhões em 
2007;
★ O número de empregados do setor foi de 64 mil. (2007).
Reciclagem do alumínio
★ No que se refere à reciclagem do alumínio, 
particularmente nas latas de bebidas, o 
Brasil vai muito bem, chegando a ter 
reciclado mais de 98% destas em 2009. Isto 
se deve a seu alto valor comercial, tanto para 
o catador como para a indústria. O meio 
ambiente também é favorecido neste 
processo, uma vez que uma quantidade 
menor de minério é retirado do solo e 
menos energia é gasta em sua extração da 
bauxita.
★ No que se refere à reciclagem do alumínio, 
particularmente nas latas de bebidas, o Brasil vai 
muito bem, chegando a ter reciclado mais de 
98% destas em 2009. Isto se deve a seu alto valor 
comercial, tanto para o catador como para a 
indústria. O meio ambiente também é favorecido 
neste processo, uma vez que uma quantidade 
menor de minério é retirado do solo e menos 
energia é gasta em sua extração da bauxita.
Questões Ambientais
★ Liberação dos gases causadores do efeito estufa;
★ Perfluorcarbonetos (PFCs);
★ Mineração;
★ Prejudicando os lençóis freáticos e córregos;
★ Nível de Sódio em poços artesianos;
★ Contaminação da água;
★ Chuva ácida.
Curiosidades 
★ Metal mais abundante na 
crosta terrestre porque 
corresponde a 8.1% dela;
★ Houve uma época em que o 
Alumínio foi considerado mais 
valioso que o ouro;
★ 75% do alumínio já produzido 
ainda está em uso;
★ Completamente impermeável;
★ Reage com oxigênio no ar;
Conclusão
Referências Bibliográficas
Lounge,Lockheed ; Newson, Marc. ALUMÍNIO: METAL COMUM, PASSADO INCOMUM; 
Tabela Periódica; 2017; disponível em: https://www.tabelaperiodica.org/aluminio-metal 
-comum-passado-incomum/amp; acessado em: 7 de novembro de 2019.
Associação Brasileira do Alumínio; CADEIA PRIMÁRIA; 2017; disponível em: 
http://abal.org.br/aluminio/cadeia-primaria/; acessado em: 7 de novembro de 2019.
PEIXOTO, Eduardo Motta Alves. Elemento químico: Alumínio. Química nova na escola, 
São Paulo, n. 13, maio. 2001
https://www.tabelaperiodica
Referências Bibliográficas
CONSTANTINO, Vera R. Leopoldo et al. Preparação De Compostos De Alumínio A Partir 
Da Bauxita: Considerações Sobre Alguns Aspectos Envolvidos Em Um Experimento 
Didático. Química nova na escola, São Paulo, v. 25, n. 3, p. 490-498, jan. 2002.
Sampaio, João Alves; Andrade, Mônica Calixto de; Boudor, Achilles Junqueira; Bauxita; 
2005; disponível em: http://mineralis.cetem.gov.br/bitstream/cetem 
/1049/1/13.BAUXITA%20novo.pdf ; acessado em: 7 de novembro de 2019.
Anônimo, Aplicações do alumínio ; RioINOX; 2014; disponível em: 
https://www.rioinox.com/Aplica%c3%a7%c3%b5es%20do%20alum%c3%adnio.pdf; 
acesso em: 8 de novembro de 2019.
http://mineralis.cetem.gov
Referências Bibliográficas
APLICAÇÕES DO ALUMÍNIO; Portal do Clube da Química; Sua revista de Química; 
disponível em: http://clubedaquimica.com/index.php/2016/09/21/ aplicacoes-do- 
aluminio/; acessado em: 8 de novembro de 2019.
 Anônimo. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS E FÍSICAS; Associação Brasileira do Alumínio, 
2017. Disponível em:http://abal.org.br/aluminio/caracteristicas-quimicas-e-fisicas/ . Data 
de acesso: 8 de novembro de 2019
Anônimo, ALUMÍNIO;Britannica Escola. Disponível em: 
https://escola.britannica.com.br/artigo/alum%C3%ADnio/603327. Data de acesso : 
09/11/2019
http://clubedaquimica
Referências Bibliográficas
Anônimo, FATOS SOBRE O ALUMÍNIO; Hydro. Disponível em: 
https://www.hydro.com/pt-BR/sobre-o-aluminio/fatos-sobre-o-aluminio/ Data de 
acesso: 7 de novembro de 2019.
Weiss,James M.G. A COMPETITIVIDADE DA INDÚSTRIA BRASILEIRA DE ALUMÍNIO; Revista 
de Administração de Empresas .1992. Disponível 
em:http://www.fgv.br/rae/artigos/revista-rae-vol-32-num-1-ano-1992-nid-45958/. Data 
de acesso: 8 de novembro de 2019.
https://www.hydro.com/pt-BR/sobre-o-aluminio/fatos-sobre-o-aluminio/
http://www.fgv.br/rae/artigos/revista-rae-vol-32-num-1-ano-1992-nid-45958/
Questões
1. Cite uma propriedade periódica e uma propriedade físico-química.
2. Quais são os pontos importantes que a reciclagem do alumínio traz?