Alumínio

O alumínio é um elemento químico cuja sigla é Al, apresenta número atômico igual a 13 e número de massa aproximadamente igual a 27 u (“u” significa unidade de massa atômica e representa 1/12 da massa atômica do elemento carbono). Assim, um átomo de alumínio é 2,25 vezes mais pesado que um átomo de carbono.

Trata-se de um elemento de característica metálica (metal) e está localizado no terceiro período da família do Boro (família IIIA), na Tabela Periódica, sendo, portanto, um elemento representativo.

Neste texto, você terá acesso a tudo o que você precisa saber sobre o Alumínio! Vamos lá?

a) Características atômicas

Como o número atômico e o número de massa do alumínio são, respectivamente, 13 e 27, a quantidade de partículas presentes em um átomo desse elemento é:

• 13 prótons, já que o número atômico é 13;

• 13 elétrons, já que o número atômico é 13;

• 14 nêutrons (resultante da subtração do número de massa (27) pelo número atômico (13)).

Veja a distribuição eletrônica fundamental dos treze elétrons presentes no átomo de alumínio:

Distribuição eletrônica dos elétrons de um átomo de alumínio

Como podemos ver, o subnível mais energético (último local a receber energia) de um átomo de alumínio é o 3p¹. A realização da distribuição geométrica confirma que o 3p¹ também é o subnível mais externo do átomo de alumínio, como podemos observar abaixo:

Distribuição geométrica dos elétrons de um átomo de alumínio

b) Ocorrência na natureza e forma de obtenção

→ Ocorrência na natureza:

O alumínio é encontrado na natureza apenas na forma de minério, ou seja, faz parte da composição de uma substância mineral. O minério mais comum em que encontramos o alumínio é a bauxita:

• Bauxita: é um minério que apresenta óxido de alumínio hidratado (Al₂O₃.xH₂O).

→ Forma de obtenção:

Para obter o alumínio, é necessária a realização de dois métodos fundamentais: o método de Bayer e o método Hall-Heroult.

• O método de Bayer é utilizado para obtenção do óxido de alumínio (Al₂O₃), também chamado de alumina. Nesse método, as partículas de água são separadas do óxido de alumínio (Al₂O₃). Veja suas etapas:

• 1^a etapa: A bauxita é moída em um triturador;

• 2^a etapa: A bauxita moída é misturada a uma solução de hidróxido de sódio e levada a uma autoclave;

• 3^a etapa: Após o aquecimento, a mistura é resfriada e passa pelos processos de sedimentação e filtração para a retirada de rejeitos da reação química, como óxido de ferro, titânio, carbonato de cálcio etc.

• 4^a etapa: Em seguida, o filtrado é tratado com germens de gibsita (minério que contém cálcio) para que haja a formação do hidróxido de alumínio – Al(OH)₃;

• 5^a etapa: Por fim, o hidróxido de alumínio formado passa por lavagem e calcinação (mistura com Carbonato de cálcio-CaCO₃, e aquecimento) para a formação do Óxido de Alumínio (Al₂O₃).

• O método de Hall-Heroult utiliza a alumina obtida a partir do método de Bayer para produzir o Alumínio puro.

Nesse método, é realizada a eletrólise ígnea da alumina. Veja as etapas:

• 1^a etapa: A alumina é misturada com o minério criolita (Na₃AlF₆), o que diminui o ponto de fusão da alumina, que cai de 2000^oC para 1000^oC;

• 2^a etapa: Em seguida, a mistura é submetida a 1000^oC para que sofra fusão (passe para o estado líquido);

• 3^a etapa: A mistura (Alumina e Criolita) fundida é colocada em uma cuba eletrolítica e submetida a uma corrente elétrica. Com isso, o alumínio da alumina sofre redução e forma o metal alumínio (Al_(s)).

c) Propriedades físicas do Alumínio

As principais propriedades físicas do elemento alumínio são:

• Estado físico à temperatura ambiente: sólido;

• Ponto de fusão: A temperatura em que o alumínio deixa de ser sólido e passa a ser líquido é 660^oC;

• Ponto de ebulição: A temperatura em que o alumínio deixa de ser líquido e passa a ser gasoso é 2470^oC;

• Condutibilidade elétrica: o alumínio é um metal de alta condutibilidade elétrica, que pode ser comparada à do metal cobre;

• Condutibilidade térmica: o alumínio é um metal de alta condutibilidade térmica;

• Densidade (massa específica): a densidade do alumínio é de 2,7 g/mL. É o metal não ferroso de menor densidade;

• Maleabilidade: o alumínio é um metal de elevada maleabilidade, ou seja, apresenta uma capacidade de se adequar ao formato que desejarmos.

OBS.: Podemos reciclar o metal alumínio de forma infinita, independentemente do uso ou formato que ele apresentou anteriormente.

d) Propriedades químicas

As principais propriedades químicas que o alumínio apresenta são:

• Resistência à corrosão: O alumínio apresenta uma elevada resistência à corrosão, ou seja, não oxida na presença de umidade e ar facilmente;

• Ligação química: O metal alumínio realiza entre seus átomos ligação metálica;

• Interações: O átomo de alumínio é capaz de interagir com átomos de ametais e com o átomo de Hidrogênio por meio de ligação iônica, formando diferentes compostos iônicos.

e) Ligas de alumínio

O alumínio é muito utilizado na forma de ligas metálicas. Essas ligas metálicas são formadas a partir da simples mistura do metal alumínio com outros metais ou não metais. Abaixo temos alguns exemplos de ligas metálicas de alumínio:

• Liga de Alumínio (Al) e Cobre (Cu)

• Liga de Alumínio (Al), Cobre (Cu) e Silício (Si)

• Liga de Alumínio (Al), Magnésio (Mg) e Silício (Si)

• Liga de Alumínio (Al), Zinco (Zn) e Cobre (Cu)

• Liga de Alumínio (Al) e Lítio (Li)

• Liga de Alumínio (Al) e Magnésio (Mg)

• Liga de Alumínio (Al) e Silício (Si)

• Liga de Alumínio (Al) e Manganês (Mn)

f) Utilizações do alumínio

• Utilizado como fio elétrico;

• Produção de latas de bebidas em geral;

• Utilizado na manufatura de estrutura de veículos;

• Produção de utensílios de cozinha;

• Produção de portas e janelas;

• Confecção de peças aeronáuticas etc.

Por Me. Diogo Lopes Dias