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>>> Química >>> Alumínio |
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O
alumínio é um elemento
químico de símbolo Al de número atômico
13 ( 13 prótons e 13 elétrons ) com massa
atómica 27 u. Na temperatura ambiente é
sólido, sendo o elemento metálico mais abundante
da crosta terrestre. Sua leveza, condutividade elétrica,
resistência à corrosão e baixo ponto
de fusão lhe conferem uma multiplicidade de aplicações,
especialmente na aeronáutica. Entretanto, a elevada
quantidade de energia necessária para a sua obtenção
reduzem sobremaneira o seu campo de aplicação.
No entanto, o baixo custo para a sua reciclagem aumenta
o seu tempo de vida útil e a estabilidade do seu
valor.
É
dado a Friedrich Wöhler o reconhecimento do isolamento
do alumínio, em 1827
Tanto na Grécia como na Roma antigas se empregava
a pedra-ume (do latim alumen ), um sal duplo de alumínio
e potássio, como mordente em tinturaria e adstringente
em medicina, uso ainda em vigor.
Geralmente
é dado a Friedrich Wöhler o reconhecimento
do isolamento do alumínio, fato que ocorreu em
1827, apesar de o metal ter sido obtido impuro alguns
anos antes pelo físico e químico Hans Christian
Ørsted.
EM
1807, Humphrey Davy propôs o nome aluminum para
este metal ainda não descoberto. Mais tarde resolveu-se
trocar o nome para aluminium por coerência com a
maioria dos outros nomes latinos dos elementos, que usam
o sufixo -ium. Desta maneira ocorreu a derivação
dos nomes atuais dos elementos em outros idiomas. Entretanto,
nos EUA, com o tempo se popularizou a outra forma, hoje
admitida também pela IUPAC.
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CARACTERÍSTICAS
PRINCIPAIS |
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O
alumínio é um metal leve, macio porém
resistente, de aspecto cinza prateado. Sua densidade é
aproximadamente de um terço da do aço ou cobre.
É muito maleável, muito dúctil e apto
para a mecanização e para a fundição.
Devido
ao seu elevado valor de oxidação forma rapidamente
com o ar uma fina camada superficial de um óxido
impermeável e aderente que detém a sua oxidação,
proporcionando-lhe resistência à corrosão
e durabilidade.
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Considerando
a quantidade e o valor do metal empregado, o uso do alumínio
excede o de qualquer outro metal, exceptuando o aço.
É um material importante em múltiplas atividades
econômicas.
O
alumínio puro é maleável e frágil,
porém suas ligas com pequenas quantidades de cobre,
manganês, silício, magnésio e outros
elementos apresentam uma grande quantidade de características
adequadas às mais diversas aplicações.
Estas ligas constituem o material principal para a produção
de muitos componentes dos aviões e foguetes.
Quando
se evapora o alumínio no vácuo, forma-se
um revestimento que reflete tanto a luz visível
como a infravermelha. Como a capa de óxido que
se forma impede a deterioração do revestimento,
utiliza-se o alumínio para a fabricação
de espelhos de telescópios, em substituição
aos de prata.
Devido
à sua grande reatividade química é
usado, quando finamente pulverizado, como combustível
sólido para foguetes e para a produção
de explosivos. Ainda usado como ánodo de sacrifício
e em processos de aluminotermia para a obtenção
de metais.
Outros
usos do alumínio são:
* Transporte: Como material estrutural em aviões,
barcos, automóveis, tanques, blindagens e outros.
* Embalagens; Papel de alumínio, latas, tetrabriks
e outras.
* Construção civil: Janelas, portas, divisórias,
grades e outros.
* Bens de uso: Utensílios de cozinha, ferramentas
e outros.
* Transmisão elétrica. Ainda que a condutibilidade
elétrica do alumínio seja 60% menor que
a do cobre, o seu uso em redes de transmissão elétricas
é compensado pela sua grande malebilidade, permitindo
maior distância entre as torres de transmissão
e reduzindo, desta maneira, os custos da infraestrutura.
* Como recipientes criogênicos até -200 ºC
e, no sentido oposto, para a fabricação
de caldeiras
* Observação: As ligas de alumínio
são conhecidas como Duralumínio.
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Apesar
do alumíno ser um metal encontrado em abundância
na crosta terrestre (8,1%) raramente é encontrado
livre. Suas aplicações industriais são
relativamente recentes, sendo produzido em escala industrial
a partir do final do século XIX. Quando foi descoberto
verificou-se que a sua separação das rochas
que o continham era extremamente difícil. Como
conseqüência, durante algum tempo, foi considerado
um metal precioso, mais valioso que o ouro. Com os avanço
dos processos de obtenção os preços
baixaram continuamente até colapsar em 1889, devido
à descoberta anterior de um método simples
de extração do metal. Atualmente, um dos
fatores que estimulam o seu uso é a estabilidade
do seu preço provocada principalmente pela sua
reciclagem.
Em
1859, Henri Sainte-Claire Deville anunciou melhorias no
processo de obtenção, ao substituir o potássio
por sódio e o cloreto simples pelo duplo. Posteriormente,
com a invenção do processo Hall-Héroult
em 1886, simplificou-se e barateou-se a extração
do alumínio a partir do mineral. Este processo,
juntamente com o procedimento de Bayer , descoberto no
mesmo ano, permitiram estender o uso do alumínio
para uma multiplicidade de aplicações até
então economicamente inviáveis.
A
recuperação do metal a partir da reciclagem
é uma prática conhecida desde o início
do século XX. Entretanto, foi a partir dos anos
60 que o processo se generalizou, mais por razões
ambientais do que econômicas.
O
processo ordinário de obtenção do
alumínio ocorre em duas etapas: a obtenção
da alumina pelo processo Bayer e, posteriormente, a eletrólise
do óxido obtidendo o alumínio. A elevada
reatividade do alumínio impede extraí-lo
da alumina mediante a redução, sendo necessário
obtê-lo através da eletrólise do óxido,
o que exige este composto no estado líquido. A
alumina possui um ponto de fusão extremamente alto
(2000 °C) tornando inviável de forma econômica
a extração do metal. Porém, a adição
de um fundente, no caso a criolita, permite que a eletrólise
ocorra a uma temperatura menor, de aproximadamente 1000
ºC. Atualmente, a criolita está sendo substituída
pela ciolita, um fluoreto artificial de alumínio,
sódio e cálcio.
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O
alumínio possui nove isótopos , cujas massas
atômicas variam entre 23 e 30 uma. Somente o Al-27,
estável, e o Al-26, radioativo com uma vida média
de 0,72×106 anos, são encontrados na natureza.
O Al-26 é produzido na atmosfera a partir do bombardamento
do argônio por raios cósmicos e prótons.
Os isótopos têm aplicação prática
na datação de sedimentos marinhos, gelos glaciais,
meteoritos, etc. A relação Al-26 / Be-10 é
empregada na análise de processos de transporte,
deposição, sedimentação e erosão
a escalas de tempo de milhões de anos.
O
Al-26 cosmogênico se aplicou primeiro nos estudos
da Lua e dos meteoritos. Estes corpos espaciais se encontram
submetidos a intensos bombardeiros de raios cósmicos
durante suas viagens espaciais, produzindo-se uma quantidade
significativa de Al-26. Após o impacto contra a
Terra, a atmosfera que filtra os raios cósmicos
detém a produção de Al-26, permitindo
determinar a época em que o meteorito caiu.
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O
aluminio é um dos poucos elementos abundantes na
natureza que parecem não apresentar nenhuma função
biológica significativa. Algumas pessoas manifestam
alergia ao alumínio, sofrendo dermatites ao seu
contato, inclusive desordens digestivas ao ingerir alimentos
cozinhados em recipientes de alumínio. Para as
demais pessoas o alumínio não é considerado
tão tóxico como os metais pesados, ainda
que existam evidências de certa toxidade quando
ingerido em grandes quantidades. Em relação
ao uso de recipientes de alumínio não se
têm encontrado problemas de saúde, estando
estes relacionados com o consumo de antiácidos
e antitranspirantes que contêm este elemento. Tem-se
sugerido que o alumínio possa estar relacionado
com o mal de Alzheimer, ainda que a teoria tenha sido
refutada.
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