ATIVIDADES PRTICAS SUPERVISIONADASEngenharia de Controle e AutomaoQumica1 e 2 Etapa

Objetivo do desafioO desafio final ser elaborar e apresentar um pster que contenha um panorama geral sobre a indstria brasileira do alumnio, representando sua produo, uso e reciclagem.A principal funo de pster sintetizar e apresentar dados relevantes da pesquisa.

ETAPA 1 Aula-tema: matria, energia, transformaes e substncias.Essa atividade importante para reconhecer a importncia da indstria qumica de alumnio, no Brasil, bem como, seus principais produtos e formas de obteno; compreender a diferena entre substncia simples e composta. Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Aluno)Acessar as informaes sobre o alumnio:

Passo 2 (Equipe)Observar a imagem abaixo:

Figura 1: Fluxo de Produo do AlumnioFonte: Relatrio de Sustentabilidade da Indstria de Alumnio - ABAL. So Paulo: 2005.

Passo 3 (Equipe)Identificar quais so as principais caractersticas fsico-qumicas do alumnio.Pesquisar e justificar quais so as propriedades extensivas e intensivas do alumnio.

Caractersticas fsico-qumicas do alumnio

O alumnio, de smbolo qumico Al, um elemento qumico metlico trivalente, leve, slido cristalino, de cor branca-prateada e sem odor caracterstico. Este metal includo no conjunto dos metais representativos, com nmero atmico igual a 13 (grupo do boro) e uma massa atmica relativa de 26,98.Com poucas excees, encontra-se nos compostos qumicos na forma de Al^3+. So conhecidos nove istopos do alumnio, com nmeros de massa entre 23 e 30, ocorrendo naturalmente, apenas, os istopos ^27Al e^26Al, sendo o primeiro o mais abundante e o segundo o mais estvel.O alumnio uma das espcies mais reativas que se conhece. A temperaturas elevadas, cerca dos 180C, reage com a gua, produzindo hidrxido de alumnio (Al(OH)3) e hidrognio (H2), e com outros xidos metlicos, produzindo o respectivo metal e xido de alumnio (Al2O3). Ele pode tambm complexar com espcies ricas em eltrons, como o flor e o cloro. O seu carcter anfotrico permite-lhe reagir com cidos inorgnicos e bases fortes.Outra caracterstica importante deste metal a sua excelente resistncia corroso. Quando exposto ao oxignio, gua e a outros oxidantes, forma-se rapidamente sua superfcie uma pelcula contnua, fina, resistente e protetora, de xido de alumnio (alumina), conferindo-lhe alta resistncia corroso. Esta pelcula dissolvida por solues alcalinas e por alguns cidos, como o cido sulfrico.Muitas das suas aplicaes so baseadas nas suas propriedades, como: a alta condutividade eltrica e trmica, a baixa densidade, a boa refletividade, a grande resistncia corroso, a maleabilidade e a ductilidade. Alm disso, o alumnio 100% reciclvel, permitindo uma enorme economia de energia. Pode, no entanto, levar ignio e causar exploses, quando misturado com halognios, dissulfido de carbono e cloreto de metilo.Puro, este metal tem uma resistncia mecnica limitada, o que criou a necessidade de formao de amlgamas com outros metais, como o cobre, o magnsio, silcio, mangans, entre outros. Estas amlgamas so leves e mais resistentes, sendo muito usadas na produo de uma variedade de moldes em muitas indstrias.

Propriedade Extensiva - Chamamos de propriedade extensiva quela que depende do tamanho (extenso) do sistema ou volume de controle. Assim, se subdividirmos um sistema em vrias partes (reais ou imaginrias) e se o valor de uma dada propriedade for igual soma das propriedades das partes, esta uma varivel extensiva. Por exemplo: Volume, Massa, etc. Propriedade Intensiva - Ao contrrio da propriedade extensiva, a propriedade intensiva, independe do tamanho do sistema. Exemplo: Temperatura, Presso etc.

Passo 4 (Equipe)Escrever um texto justificativo (mnimo de 20 linhas e mximo de 30 linhas) sobre como o alumnio encontrado na natureza, relacionando suas principais caractersticas com a produo de objetos para o dia a dia. Incluir nesse texto as respostas do passo 3 desta tarefa.

O alumnio encontrado na natureza na forma de um minrio chamado bauxita. Bauxita uma mistura de xidos, em que o xido de alumnio encontrado em maior quantidade. O Brasil rico em bauxita, principalmente os estados de Minas Gerais e Par. O alumnio obtido da bauxita num processo que usa eletricidade. Por isso um processo caro. Reciclar alumnio mais barato do que obter alumnio a partir da bauxita, porque s fundir o alumnio. O alumnio recobre-se rapidamente com uma camada de xido de alumnio, porque o alumnio se liga facilmente ao oxignio do ar. Essa camada de xido muito fina e dura e no deixa passar oxignio. Por isso ela protege o alumnio, que fica muito resistente ao ataque do ar e da chuva.As substncias simples que no tm todas essas propriedades so chamadas de no-metais. Das substncias simples que voc conhece, nitrognio e oxignio so no-metais, porque no tem nenhuma das propriedades dos metais. Carbono, por outro lado, no tem brilho, no malevel, nem dctil (quebra com facilidade), mas deixa passar eletricidade. Alumnio obtido do minrio chamado bauxita. Bauxita uma mistura de xido de alumnio, xido de ferro e de alguns outros xidos. Metade da bauxita xido de alumnio. O xido de ferro d cor marrom-avermelhada bauxita. Ela parece uma terra comum. Para extrair alumnio da bauxita, primeiro precisamos separar o xido de alumnio dos outros xidos. Isto feito com uma substncia chamada soda custica, que precisa estar quente. O xido de alumnio dissolve-se e os outros xidos, no. Obtm-se uma mistura heterognea. D para separar os outros xidos por decantao. Em seguida, precisa-se separar o xido de alumnio dessa soluo. Essa s a primeira parte da produo de alumnio a partir da bauxita. Tem-se agora xido de alumnio puro.Uma das principaisqualidadesdo alumnio a de ser um metal muito leve. Alm da densidade muito baixa, o alumnio tem caractersticas mecnicas muito boas. Pode ser facilmente transformado em chapas ou em fios. Isso aumenta a possibilidade de seu uso. Outra caracterstica interessante do alumnio a de que ele conduz eletricidade. Por isso ele usado em fios de alta tenso.

ETAPA 2 Essa atividade importante para identificar, quanto ligao metlica, estruturae/ou ao comportamento, os principais compostos inorgnicos.Para realiz-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Aluno)Fazer a leitura sobre as Ligaes qumicas e sobre os Compostos inorgnicos do PLT de Qumica.

Passo 2 (Equipe)Discutir com os colegas da equipe, aps a leitura do passo anterior, a frase O ao pode ser substitudo pelo alumnio. Elaborar um comentrio, escrev-lo e apresent-lo ao professor no relatrio parcial do 1 bimestre.

Futuramente sim, porque quando se compara hoje o ferro e o ao com o alumnio, o ferro muito mais fcil de trabalhar e pode ser obtido com relativa facilidade com procedimentos disponveis desde as sociedades primitivas, e para se obter o alumnio necessrio uma grande quantidade de energia. Para dar forma ao alumnio necessrio fundi-lo. Chegar um dia em que seremos to avanados tecnologicamente que o ferro ser completamente substitudo pelo alumnio, porm, atualmente, o modelo econmico ainda oferece uma grande vantagem ao ferro e ao ao.O nico problema real com o ferro e o ao aferrugem. Porm a ferrugem pode ser controlada com tinta,galvanizao, cromagem ounodo sacrificial.Outra desvantagem do alumnio que sua produo primria requer imensa energia. Tambm resulta em gases causadores do efeito estufa, que afetam o aquecimento global. Uma das principais prioridades do setor reduzir essas emisses por meio de medidas de limitao,reciclagemampliada e o uso de alumnios em veculos, avies, embarcaes e trens. De fato, o uso de componentes leves de alumnio em veculos um dos avanos mais significativos no projeto e fabricao de automveis. Cada quilo de material mais pesado substitudo por alumnio resulta em 22 quilos a menos de emisses de dixido de carbono ao longo do ciclo de vida do veculo.Inovaes como essas ampliaro a demanda por alumnio. E mesmo que o metal seja relativamente novo, ele um dos mais importantes na histria da civilizao humana. Quando os arquelogos e antroplogos do amanh refletirem sobre a sociedade dos sculos 19, 20 e 21, podem dar ao perodo o nome de Idade do Alumnio, colocando-o ao lado das idades da Pedra, Bronze e Ferro como um dos mais significativos perodos no desenvolvimento cultural humano.

Passo 3 (Equipe)Analisar o esquema da obteno de materiais a partir da bauxita:

Figura 3: principais compostos obtidos a partir da bauxitaFonte: http://aluminio.wordpress.com/transformacao-e-beneficiamento

Pesquisar e responder: Que produtos podem ser obtidos a partir da bauxita?Hidrxido de alumnio, sulfato de alumnio, zelitas, cloreto de alumnio, xidos de alumnio, alumnio metlico, carboxilatos de alumnio, organometlicos de alumnio, alcxidos de alumnio, e anidro.

Escrever o nome das substncias inorgnicas que aparecem no esquema e classific- -las em cidos, bases, sais ou xidos.Resposta: Na[Al(OH)4] Base AlCl3xH2O - Sais Al2(OH)6CL - Sais AlCl3 Sais Kal(SO4)2 12 H2O - Sais Al2(SO4)3 x H2O - Sais Al(OH)3 - Base Al2O3 - xidos

Escolher 4 (quatro) compostos obtidos a partir da bauxita e relacion-los com a suautilizao nos processos industriais.

Resposta:

AL (OH)3-Hidrxido de alumnio - Hidrxido de alumnio a forma mais estvel do alumnio em condies normais. utilizado na indstria farmacutica no tratamento de refluxo gastroesofgico, gastrite, lcera pptica, hrnia de hiato e hiperfosfatemia. uma substncia formada por um on de alumnio e pela hidroxila.

AL2O3- xido de alumnio - utilizado como anticido tambm, e em aplicaes como revestimento de piso, cermica, por ter alta resistncia corroso, um revestimento de oxido de alumnio suporta temperaturas de ate 1600 graus centigrados. Alumnio metlico- Tambm produzido atravs da bauxita, um dos metais mais utilizados no mundo, ele utilizado em vrios seguimentos da indstria como, por exemplo: automobilstica, construo civil, eltrica etc.

ALCL3- Cloreto de alumnio- principal utilizao de cloreto de alumnio a fabricao de compostos por reao de Friedel e artesanato, que um catalisador, tais como o fabrico de antraquinona (corante para a indstria), a partir de benzeno e fosgnio. Ele tambm usado para reaes de polimerizao e isomerizao de compostos orgnicos.

Passo 4Elaborar um fluxograma, com base no passo anterior, usando o alumnio como matria--prima, principais caracterstica e aplicaes no dia a dia. Apresentar ao professor no relatrio parcial do 1 bimestre.

BAUXITA

ALUMNIO

XIDO DEALUMNIOALUMNIO METLICOCLORETO DE ALUMNIOHIDRXIDO DE ALUMNIO

AUTOMOBILSTICA,CONSTRUO CIVIL, ELTRICAANTICIDO,PISOS, CERMICASCORANTE,ARTESANATOINDSTRIA FARMACEUTICA

Fonte: http://www.tabela.oxigenio.com/outros_metais/elemento_quimico_aluminio.htmhttp://www.infopedia.pt/$aluminiohttp://www.ff.up.pt/toxicologia/monografias/ano0607/aluminio/propriedades.htmhttp://quimicaensinada.blogspot.com.br/2011/07/o-aluminio-e-sua-importancia-atual.html