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Alumínio

Química

O alumínio, que é um metal pertencente à família do Boro (IIIA), é bastante utilizado no setor industrial e em itens do nosso dia a dia.
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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
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
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:

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

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

  • 3a 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.

  • 4a 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;

  • 5a 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).

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  • 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:

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

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

  • 3a 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 660oC;

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

  • 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

O alumínio é muito utilizado na produção de latas de sucos e refrigerantes
O alumínio é muito utilizado na produção de latas de sucos e refrigerantes

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

DIAS, Diogo Lopes. "Alumínio"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aluminio.htm. Acesso em 22 de outubro de 2019.

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