Alumínio

         O elemento apresenta propriedades que lembram os semimetais, sendo leve e anfotérico. Quando exposto ao ar forma uma película apassivadora. É o metal mais abundante na crosta terrestre e o terceiro elemento mais abundante depois do oxigênio e silício. Extraído do minério bauxita, que é uma mistura de óxidos de alumínio, apresentando 48% a 64% de Al2O3 e o restante de Sio2, TiO2, Fe2O3 , CaO e água de cristalização. No Brasil, as jazidas de bauxita podem ser encontradas em Minas Gerais (Poços de Caldas) e no Amazonas.

OBTENÇÃO

       Em 1825 o dinamarquês Hans Chistian Oersted obteve o alumínio, Friedrich Wöhler preparou o metal de uma forma mais cuidadosa, para obtê-lo era muito caro o que não permitia a sua produção em larga escala, envolvendo muitos reagentes caros. Na época, já se sabia que seria possível produzir alumínio utilizando o processo de eletrólise através da alumina fundida. O problema era que esse processo de fusão requeria uma temperatura superior à 2000º C, alta demais para ser atingida nas indústrias. Charles Martin Hall, em 1886, descobriu que em vez de fundir a alumina, ela poderia ser dissolvida em criolita (Na3[AlF6]) fundida, cuja fusão ocorre próximo a 1000ºC. Fabricando alumínio através desse processo Hall fundou o Aluminium Corporation of América. No mesmo ano, Paul-Luis-Toussaint Héroult trabalhando na França chegou as mesmas conclusões que Hall. Assim a mesma utilizada hoje, o Processo de Héroult Hall.

Para se obter a alumina, o minério passa por um processo de purificação, chamado processo Bayer: a bauxita é tratada com uma solução aquecida de soda caustica (NaOH) transformando-se em uma substância solúvel NaAl(OH)4, nas solução encontra-se o tetrahidroxialuminato, Al(OH)-4. O Fe2O3 pode ser removido por filtração. A resfriação do Al(OH)-4 conduz a precipitação do hidróxido de alumínio,     Al(OH)3 este precipitado é aquecido até formar Al2O3 purificado:

Utilizando o processo de Heroult -Hall, alumina pura é misturada com a criolita,       Na3[AlF6], e eletrolisado com eletrodos de carvão emm um tanque de aço revestido também em carvão que atua como cátodo (pólo negativo). O próprio ca lor dissipado na passagem da corrente mantêm a mistura fundida. Nas paredes do tanque há a formação do alumínio, como a temperatura do processo é superior ao seu ponto de fusão, ele escorre líquido para o fundo, sendo removido a intervalos regulares. As semi-reações das células são:

O eletrodo anódico é altamente desgastado e é substituído periodicamente.

Porque é utilizado a criolita? A criolita melhora a condutividade elétrica porque o    Al2O3 é o mau condutor da célula eletrolítica. A mesma pode ser obtida sinteticamente:

Outras impurezas como CaF2 , AlF3, CaF2 , os quais formam no ânodo: O2, CO2, F2 e compostos organoflorados são os responsáveis pelo desgaste do ânodo.O processo requer alto consumo de energia e ele só é economicamente viável em regiões onde predomina a obtenção de energia elétrica através de usinas hidrelétricas.

 APLICAÇÕES

    Por apresentar alta refletividade à luz,o alumínio torna-se útil em painéis coletores de energia solar, como usados em aquecedores solares.Existindo também inúmeras aplicações dos metais na indústria. As ligas de alumínio também são utilizadas graças a sua elevada resistência e solidez. O cobre,m o magnésio, e o silício são alguns elementos que mais se apresentam a formar ligas com o alumínio, são as chamadas ligas leves.Dependendo de sua finalidade, cada indústria adequa o metal ao produto final. Abaixo verifica-se algumas formas que o alumínio assume quando sai das indústrias:

– Perfis extrudados: Transformam se em esquadrias (portas e janelas),forros, divisórias, acessórios para banheiros, estruturas pré-fabricadas, e elementos decorativos de acabamento. Cerca de 60% dos extrudados de alumínio são destinados à fabricação de produtos para construção civil.

– Chapas e laminados: Transformam-se em latas de alumínio, pisos e carrocerias para ônibus e caminhões, telhas, fachadas etc (Laminação Pura), em utensílios domésticos (Laminação Artefatos) e em tubos e bisnagas para pasta de dente, aerosóis etc (Laminação Impactados).

– Folhas: Produzidas em variadas espessuras, são utilizadas nos mais diversos tipos de embalagens rígidas, flexíveis, descartáveis etc.

– Fios e Cabos Condutores: São utilizados em linhas de transmissão de energia, cabos isolados ou nus, para uso em redes de alta tensão, linhas de transmissão secundária, e aplicações residenciais ou comerciais.

– Fundidos e Forjados: Encontram variadas aplicações na indústria de transportes. 60% do consumo de alumínio nessa indústria corresponde a componentes fundidos, tais como caixas de câmbio, carcaça de motores e rodas para automóveis, entre outros.

– Pastas e pó: Encontram aplicações variadas que vão de usos destrutivos como desoxidantes na indústria siderúrgica e explosivos para mineração, ao tratamento da água das piscinas (sulfato de alumínio), medicamentos antiácidos (hidróxidos e cloridróxidos de alumínio) tintas, produtos químicos e farmacêuticos.

– Aluminas especiais: Transformamse em refratários, revestimentos cerâmicos, abrasivos, vidros, porcelanas, massas de polimento, isoladores elétricos, pastilhas de freio, tintas e corantes, entre outros produtos.

*Trecho do trabalho de Química Inorgânica – Profª Flávia Vasconcelos e colaboradores.

Fontes:

– http://www.merck.com.br;

– Otto Alcides Ohlweiler- Química Inorgânica – Volume 1;

– Mahan, Bruce. Química um curso universitário. São Paulo: Edgard Blüchen,2003

– Atkins, Peter. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto alegre: Bookman,2001

– Vogel, Arthur Israel. Química analítica qualitativa. São Paulo:Mestre Jou,1981