Telecurso 2000 Química Nível Médio - q21d

Telecurso 2000 Química Nível Médio - q21d

(Parte 1 de 2)

21 AULA lQue existem muitos tipos de aço lAço inoxidÆvel lTamanho e massa das partículas de uma substância simples lRecuperaçªo das sucatas lComposiçªo de uma mistura lAço recuperado fiO que Ø ferro gusa fiO que Ø aço fiO que Ø fusªo fiO que Ø substância simples fiO que acontece quando uma substância se dissolve num líquido fiO que Ø carbono

JÆ sabemos que para extrair o ferro do minØrio, Ø preciso aquecŒ-lo fortemente, junto com carvªo e calcÆrio. O ferro derretido sai com carbono dissolvido. E Ø chamado de ferro gusa. É muito duro e, alØm de quebrar com facilidade, tem muita impureza. Por isso nªo Ø tªo usado.

Para diminuir a quantidade de carbono do ferro gusa, queima-se o carbono com oxigŒnio. O volume de oxigŒnio Ø controlado para sobrar no ferro exatamente a quantidade de carbono que se quer. As propriedades do aço dependem muito da quantidade de carbono dissolvido no ferro.

Agora vamos saber como a sucata de ferro Ø transformada outra vez em aço. O metal escuro, quase preto, que a maioria das pessoas chama de ferro, na verdade Ø aço. As moedas, a chave de fenda, a tesoura, o cabo e as varetas do guarda chuva, o arame, as molas, os pregos, os parafusos sªo todos feitos de aço.

Como se obtØm aço a partir da sucata?

21 AULA

O que vocΠvai aprender

Seria bom jÆ saber

Isto lhe interessa minério na terra minério misturado minério concentrado

metalpuro

metal impuro objeto sucata escavação concentração extração purificação reciclagem

AULAVocŒ jÆ deve ter percebido que existem vÆrios tipos de aço. Existem aços que enferrujam com muita facilidade (os ferros de construçªo) e aços que

dificilmente enferrujam (o aço usado para fazer garfos, colheres, facas, moedas etc.).

Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1

Pense nos objetos que estªo ao seu redor. VocŒ deve ter reparado que alguns sªo feitos de aço e enferrujam com facilidade; outros tambØm sªo feitos de aço e nªo enferrujam. Faça uma lista de objetos que sªo feitos de aço e escreva ao lado de cada objeto: enferruja enferruja enferruja enferruja enferruja e nªo enferrujanªo enferrujanªo enferrujanªo enferrujanªo enferruja. Se vocŒ tiver dœvida sobre um metal, faça a prova do ímª.

O aço inoxidÆvel, alØm do carbono, tem outros metais, principalmente níquel e crômio.

Quanto maior a quantidade de crômio no aço, mais resistente ao enferrujamento ele Ø. O aço inoxidÆvel que tem muito crômio praticamente nªo enferruja.

O crômio nªo deixa o aço enferrujar porque quando ele entra em contacto com o ar, se liga rapidamente com o oxigŒnio.

CRÔMIOQQQ+QQQOXIGNIOQQQfiQQQÓXIDO DE CRÔMIO

O óxido de crômio óxido de crômio óxido de crômio óxido de crômio óxido de crômio Ø um composto muito duro que gruda fortemente no resto do metal. É como se formasse uma casquinha dura, transparente, em cima do metal, impedindo que o ferro que estÆ no aço seja atacado pelo oxigŒnio ou pela Ægua, nªo permitindo seu enferrujamento.

AULAMas, nªo Ø só a camada de óxido de crômio que protege o aço inoxidÆvel. Quando se mistura níquel e crômio com o ferro, as partículas desses metais

tomam o lugar de algumas partículas do ferro. Lembre-se de que, no aço sólido, as partículas de ferro estªo formando uma pilha bem ordenada.

Lembra-se da pilha de laranjas? Quando se mistura crômio e níquel ao ferro, Ø como se misturÆssemos laranjas de tamanhos parecidos. Essa mistura de partículas de crômio e níquel no aço muda a força que liga as partículas de ferro. O ferro fica mais resistente.

lE as partículas de carbono que tambØm estªo misturados no aço? Para onde elas vªo?

As partículas de carbono sªo muito pequenas e por isso ficam nos buraquinhos que se formam entre as partículas de ferro. É como se misturÆssemos bolinhas de gude na pilha de laranjas. As bolinhas de gude nªo vªo ficar no lugar das laranjas, porque sªo muito pequenas. Elas vªo ficar nos vªos entre as laranjas.

No aço inoxidÆvel, as partículas de crômio e níquel ocupam o lugar de algumas partículas de ferro, enquanto as partículas de carbono ficam nos vªos que se formam entre as partículas de ferro.

As partículas de ferro sªo iguais entre si, no tamanho e na massa; as de crômio tambØm sªo iguais entre si; o mesmo acontece com o carbono. Mas, se compararmos as partículas dos trŒs elementos, elas terªo massas diferentes.

Cada substância simples Ø formada por partículas que tŒm o mesmo tamanho e a mesma massa.

Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2

Como seria a densidade de uma substância formada por partículas grandes e leves?

Nós usamos laranjas de tamanhos diferentes e bolinhas de gude para explicar como as partículas de ferro, crômio, níquel e carbono formam o aço. Mas as partículas dessas substâncias sªo muito pequenas. Tªo pequenas que nªo dÆ para ver nem com microscópio.

AULAVocŒ jÆ deve ter uma idØia do tamanho dessas partículas, no cÆlculo que fizemos do nœmero de partículas de oxigŒnio contido num cubinho de um centímetro de lado. Se nªo estÆ lembrado, veja a Aula 16.

DÆ para ter uma idØia do tamanho dessas partículas, sabendo que, para contar o nœmero de partículas que existem num cubinho de carbono de um milímetro de lado, (mais ou menos a pontinha de um lÆpis), precisaria que a populaçªo - velhos, crianças, homens, mulheres de todos os países - contassem essas partículas, 8 horas por dia, todos os dias, durante 1.100 anos.

Agora, se o cubinho fosse de ferro, o povo iria precisar contar durante mais ou menos 800 anos para saber o nœmero de partículas de ferro.

As partículas das substâncias sªo muito pequenas, mas dÆ para saber que elas sªo diferentes no tamanho e na massa.

Quando o ferro se liga ao oxigŒnio, as partículas de ferro se ligam às partículas de oxigŒnio para dar óxido de ferro.

A mesma coisa acontece com o óxido de crômio. As partículas de crômio que se ligam às partículas de oxigŒnio e dªo óxido de crômio.

Quando se queima o carbono, as partículas de carbono se ligam às partículas de oxigŒnio para dar o gÆs carbônico.

O aço, que Ø vendido para o depósito de sucatas, geralmente estÆ todo enferrujado. Nªo Ø o aço inoxidÆvel. Portanto, a quantidade de crômio e de níquel nesse aço nªo Ø alta.

A sucata Ø colocada num forno e derretida. Quando o aço derrete, a ferrugem derrete junto.

Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3

Os pontos de fusªo do ferro e dos compostos que formam a ferrugem sªo parecidos ou muito diferentes?

As substâncias que estavam no aço, principalmente carbono, crômio e níquel, ficam dissolvidas no ferro líquido.

Algumas substâncias, que nªo fundem e que tambØm nªo se dissolvem no ferro líquido, ficam boiando em cima do líquido. Essas impurezas sªo separadas.

Para fabricar o aço que tenha propriedades satisfatórias, nós precisamos saber quais sªo os metais que estªo dissolvidos no ferro. Uma amostrinha do material derretido Ø levada para o laboratório para fazer a anÆlise.

lO que fazemos com o resultado da anÆlise?

AnÆlise mostra exatamente os metais e as quantidades deles que estªo dentro do líquido. A anÆlise dÆ a composiçªo da mistura, isto Ø, a porcentagem de cada substância na mistura.

Uma vez conhecida a composiçªo do ferro líquido, pode-se acertÆ-la atØ se chegar a uma composiçªo satisfatória, colocando-se os metais que estªo faltando.

Olhando um depósito de sucatas com materiais velhos amontoados, mal dÆ para acreditar que a sucata Ø praticamente toda recuperada e transformada outra vez em aço que Ø igualzinho ao aço novo.

AULAVocΠprecisa saber

lAço inoxidÆvelAço inoxidÆvelAço inoxidÆvelAço inoxidÆvelAço inoxidÆvel Ø um tipo de aço que nªo enferruja. AlØm de carbono, contØm crômiocrômiocrômiocrômiocrômio e níquelníquelníquelníquelníquel .

lAs partículas de carbono sªo bem menores que as do ferro. No aço, elas ficam nos vªos, isto Ø, nos espaços entre as partículas do ferro, que estªo amontoadas como numa pilha de laranjas.

lPartículas de crômio, de níquel e de ferro tŒm mais ou menos o mesmo tamanho. No aço inoxidÆvel, algumas partículas de crômio e de níquel ficam no lugar das partículas de ferro.

lÓxidoÓxidoÓxidoÓxidoÓxido Ø um composto que se forma quando um elemento se liga a oxigŒnio.

lO crômio se liga ao oxigŒnio, dando óxido de crômioóxido de crômioóxido de crômioóxido de crômioóxido de crômio. Ferro se liga ao oxigŒnio, dando óxido de ferroóxido de ferroóxido de ferroóxido de ferroóxido de ferro. Nïquel se liga ao oxigŒnio, dando óxidoóxidoóxidoóxidoóxido de níquelde níquelde níquelde níquelde níquel. Carbono se liga ao oxigŒnio, dando óxido de carbonoóxido de carbonoóxido de carbonoóxido de carbonoóxido de carbono.

lExistem dois óxidos de carbono, o monóxido de carbono e o dióxido de carbono. O monóxido de carbono Ø o gÆs tóxico. O dióxido de carbono Ø tambØm chamado de gÆs carbônico e nªo Ø tóxico.

lAnalisarAnalisarAnalisarAnalisarAnalisar uma substância significa descobrir tudo o que existe tudo o que existe tudo o que existe tudo o que existe tudo o que existe nessa substância e quanto existequanto existequanto existequanto existequanto existe.

A maioria dos metais se liga ao oxigŒnio do ar e forma um óxidoóxidoóxidoóxidoóxido. A formaçªo desse óxido normalmente Ø fÆcil de perceber, porque o metal muda de aspecto. Objetos de cobre e latªo tambØm estªo cobertos por uma camada escura de óxido de cobre. Só quando sªo polidos Ø que ficam brilhantes. O polimento tira a camada de óxido.

O ouro Ø uma excessªo. Ele nªo se liga ao oxigŒnio do ar para formar um óxido. Por isso ele estÆ sempre brilhando.

Os óxidos de muitos metais sªo porosos e deixam passar o oxigŒnio do ar.

O metal que estÆ embaixo da camada de óxido tambØm se liga ao oxigŒnio, formando mais óxido. Assim, a camada de óxido vai engrossando e o metal vai sendo gasto. A ferrugem Ø porosa e deixa passar oxigŒnio.

No crômio Ø diferente. TambØm se forma uma camada de óxido, porque o crômio se liga ao oxigŒnio do ar. Só que o óxido de crômio nªo Ø poroso. O crômio que estÆ debaixo da camada de óxido fica protegido do oxigŒnio do ar; ele nªo Ø atacado. A camada de óxido Ø muito dura; Ø difícil de tirar e, assim, protege o metal.

Vimos que alguns metais formam óxidos que protegem o resto do metal.

Outros metais formam óxidos que deixam passar oxigŒnio e dessa forma todo o metal acaba se transformando em óxido. Nas aulas seguintes vocŒ vai ver um outro metal muito importante que tambØm forma um óxido protetor.

Vamos pensar mais

AULAQuando se analisaanalisaanalisaanalisaanalisa uma substância, quer-se saber o que se encontra o que se encontra o que se encontra o que se encontra o que se encontra nessa substância e quanto se encontraquanto se encontraquanto se encontraquanto se encontraquanto se encontra. A substância pode ser simples e, neste caso,

quer-se saber qual Ø o elemento que existe nela. Pode ser uma substância composta. Entªo, quer-se saber quais sªo os elementos que a compıe.

VocŒ jÆ tem uma idØia de como se faz a anÆlise de uma mistura. Usamos as propriedades das substâncias puras. Na aula 9 vocŒ viu que uma vela precisa de oxigŒnio para queimar e na Aula 10 vocŒ viu que ela nªo queima na presença de nitrogŒnio. Assim, usando essas propriedades do oxigŒnio e do nitrogŒnio, dÆ para saber se num copo temos oxigŒnio ou nitrogŒnio.

Na Aula 10 vocŒ tambØm viu como se pode eliminar o oxigŒnio do ar, sobrando só nitrogŒnio. Assim dÆ para saber quanto oxigŒnio e quanto nitrogŒ- nio estÆ no ar. Os químicos conhecem as propriedades de muitas e muitas substâncias e dessa forma podem fazer experiŒncias para saber quais sªo as substâncias puras que estªo numa mistura.

VocŒ tambØm jÆ sabe fazer a anÆlise de alguns metais. VocŒ pode medir a densidade de um metal para saber qual Ø o metal. Num laboratório químico dÆ para fazer outras experiŒncias para identificar um metal.

¤O que Ø aço inoxidÆvel ¤Que existem vÆrios tipos de aço

¤Porque o aço inoxidÆvel nªo enferruja

¤Porque se coloca crômio no aço inoxidÆvel

¤Como as sucatas de aço sªo recuperadas

¤O que Ø composiçªo de uma mistura

Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4

Classifique cada afirmaçªo a seguir como verdadeira (V) ou falsa (F):

a)a)a)a)a)()As propriedades do aço dependem da quantidade de carbono dissolvido no ferro b)b)b)b)b)()Pregos e parafusos sªo feitos de ferro puro c)c)c)c)c)()Todos os tipos de aço sªo atraídos pelo ímª d)d)d)d)d)()Aço inoxidÆvel nªo tem carbono e)e)e)e)e)()O crômio nªo deixa o aço inoxidÆvel enferrujar f)f)f)f)f)()Crômio Ø um metal g)g)g)g)g)()Óxido de crômio Ø uma substância simples h.h.h.h.h.()O crômio Ø atraído pelo ímª i)i)i)i)i)()O aço inoxidÆvel Ø uma liga j)j)j)j)j)()Aço reciclado Ø igual ao aço novo

Exercício 5Exercício 5Exercício 5Exercício 5Exercício 5 DŒ o noms de trŒs elementos químicos presentes no aço inoxidÆvel.

Vamos exercitar

Agora eu sei

AULAExercício 6Exercício 6Exercício 6Exercício 6Exercício 6 Qual Ø o nome da substância formada quando o crômio se liga ao oxigŒnio?

Exercício 7Exercício 7Exercício 7Exercício 7Exercício 7 Qual Ø o nome do composto formado quando um metal se liga ao oxigŒnio.

Exercício 8Exercício 8Exercício 8Exercício 8Exercício 8 Sabendo que A = cobre, B = aço inoxidÆvel e C = crômio, responda:

a)a)a)a)a)Qual dos metais, A, B ou C, nªo Ø um elemento químico? Por quŒ? b)b)b)b)b)Qual dos metais, A, B ou C, Ø usado para fabricar fios elØtricos? c)c)c)c)c)Qual dos metais, A, B ou C, Ø usado para proteger o aço da ferrugem?

Exercício 9Exercício 9Exercício 9Exercício 9Exercício 9 Explique por que o crômio nªo deixa o aço inoxidÆvel enferrujar.

Exercício 10Exercício 10Exercício 10Exercício 10Exercício 10 Classifique cada afirmaçªo a seguir como verdadeira(V) ou falsa(F):

a)a)a)a)a)As partículas de ferro tŒm tamanhos e massas iguais. b)b)b)b)b)Partículas de carbono e de ferro sªo do mesmo tamanho. c)c)c)c)c)As partículas menores sªo sempre mais leves que as partículas maiores. d)d)d)d)d)No óxido de crômio, partículas de crômio estªo ligadas a partículas de oxigŒnio.

e)e)e)e)e)O óxido de crômio protege o aço inoxidÆvel.

Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1

Por que, quando se mistura crômio ao ferro, as partículas de crômio ocupam o lugar de algumas partículas de ferro?

Exercício 12Exercício 12Exercício 12Exercício 12Exercício 12 Partículas de carbono podem ocupar o lugar de partículas de ferro? Por quŒ?

Exercício 13Exercício 13Exercício 13Exercício 13Exercício 13

A seguir, sªo dadas etapas do processo de transformaçªo da sucata em aço. Ordene essas etapas em seqüŒncia, da inicial para a final.

lo aço Ø analisado; ltira as impurezas que ficam boiando; lo aço líquido Ø resfriado para formar o sólido; la sucata Ø aquecida atØ fundir; lcolocam-se os metais que estªo faltando.

AULAExercício 14Exercício 14Exercício 14Exercício 14Exercício 14 O que Ø preciso fazer para misturar o crômio ao aço?

Exercício 15Exercício 15Exercício 15Exercício 15Exercício 15 Por que Ø preciso fazer uma anÆlise do aço derretido?

Exercício 16Exercício 16Exercício 16Exercício 16Exercício 16 O que Ø fazer a anÆlise de um material qualquer?

Exercício 17Exercício 17Exercício 17Exercício 17Exercício 17 Depois de analisado, o que se faz com o aço derretido?

Exercício 18Exercício 18Exercício 18Exercício 18Exercício 18 O que Ø preciso fazer para saber a composiçªo de uma mistura?

(Parte 1 de 2)

Comentários