Metais nobres

Os metais nobres são elementos metálicos caracterizados por sua resistência à corrosão e oxidação, além de possuírem propriedades físicas e químicas importantes, como alta condutividade elétrica e térmica. Contudo, sua relevância vai muito além dessas características. Imagine, por um momento, um mundo sem ouro, prata ou platina. Esses metais não apenas desempenham papéis cruciais em setores como a joalheria e a indústria eletrônica, como também são fundamentais em aplicações médicas, financeiras e até espaciais.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre metais nobres
• 2 - O que são metais nobres?
• 3 - Quais são os metais nobres?
• 4 - Características dos metais nobres
• 5 - Propriedades dos metais nobres
• 6 - Metais nobres x metais preciosos
• 7 - Obtenção dos metais nobres
• 8 - Importância dos metais nobres
• 9 - Exercícios resolvidos sobre metais nobres

Resumo sobre metais nobres

• Metais nobres são elementos metálicos com alta resistência à corrosão e oxidação e de brilho metálico intenso.
• São considerados metais nobres: ouro (Au), prata (Ag), platina (Pt), paládio (Pd), ródio (Rh), irídio (Ir), ósmio (Os), rutênio (Ru), rênio (Re) e mercúrio (Hg).
• Os metais nobres apresentam baixa reatividade química, tornando-se estáveis mesmo em ambientes agressivos.
• Possuem alta condutividade elétrica e térmica.
• Apresentam maleabilidade e ductilidade, podendo ser moldados sem perder suas propriedades.
• São raros e de alto valor econômico, sendo usados em joias, catalisadores e equipamentos médicos.
• Têm elevados pontos de fusão e ebulição e densidade elevada.
• Nem todo metal nobre é precioso, como o rutênio e o ósmio, que não possuem alto valor comercial.
• A obtenção é por extração e concentração do minério, bem como refino e purificação.

O que são metais nobres?

Metais nobres são elementos metálicos que apresentam alta resistência à corrosão e oxidação, como é o caso do ouro, prata e platina, os quais são utilizados nos ramos de joalheria e eletrônica.

Quais são os metais nobres?

Os elementos da Tabela Periódica considerados metais nobres são:

• Ouro (Au)
• Prata (Ag)
• Platina (Pt)
• Paládio (Pd)
• Ródio (Rh)
• Irídio (Ir)
• Ósmio (Os)
• Rutênio (Ru)
• Rênio (Re)
• Mercúrio (Hg)

Embora não seja tradicionalmente classificado como nobre, o rênio é altamente resistente à corrosão e oxidação, especialmente em altas temperaturas. Por esse motivo, alguns autores o incluem na lista de metais nobres, principalmente em contextos industriais. Já o mercúrio é um caso especial, porquanto ele é líquido em temperatura ambiente e não sofre corrosão no sentido tradicional, mas pode reagir com outros elementos, como enxofre. Por isso, nem sempre é classificado como um metal nobre, embora apresente algumas características semelhantes.

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Características dos metais nobres

Os metais nobres têm características que os distinguem dos demais, como:

• Elevada resistência à oxidação e corrosão, pois permanecem estáveis mesmo em ambientes agressivos.

• Baixa reatividade química, isto é, dificilmente formam compostos ou sofrem degradação. Além disso, a reatividade química dos metais nobres está relacionada à sua resistência à oxidação e corrosão. Embora todos sejam considerados pouco reativos, há diferenças sutis que nos permite ordená-los em ordem crescente de reatividade:

Au < Pt < Ir < Rh < Ru < Os < Pd < Ag < Hg < Re

• Brilho metálico intenso, pois apresentam uma superfície brilhante e refletiva.

• Raridade na crosta terrestre, ou seja, são pouco abundantes, o que os torna ainda mais valiosos.

Propriedades dos metais nobres

As propriedades dos metais nobres são:

• elevado ponto de fusão e ebulição;
• densidade elevada;
• inércia química (não reagem facilmente com ácidos ou bases, sendo resistentes à corrosão);
• alta condutividade elétrica e térmica;
• ductilidade e maleabilidade.

Metais nobres x metais preciosos

Embora os termos “metais nobres” e “metais preciosos” sejam frequentemente usados como sinônimos, eles têm significados distintos. Por exemplo, como explicado em tópico anterior, os metais nobres são aqueles que apresentam alta resistência à oxidação e corrosão devido à sua baixa reatividade química; isto é, eles não reagem facilmente com o oxigênio ou com ácidos comuns, tornando-se altamente estáveis.

Por outro lado, os metais preciosos são aqueles que possuem elevado valor econômico e são raros na crosta terrestre. Embora a maioria dos metais preciosos seja também nobre, a classificação se baseia mais no valor comercial e na escassez do que na reatividade química. Ouro, prata e platina são os principais exemplos, mas metais como o ródio e o paládio também entram nessa categoria devido à sua alta demanda e custo.

Sendo assim, todo metal precioso pode ser nobre, mas nem todo metal nobre é necessariamente precioso, pois alguns, como o rutênio e o ósmio, embora nobres, não têm tanto valor comercial quanto o ouro e a platina.

Obtenção dos metais nobres

A obtenção dos metais nobres é um processo que exige técnicas avançadas devido à sua complexidade e resistência química, porquanto são encontrados em minérios, muitas vezes associados a sulfetos ou ligas metálicas. Desse modo, ocorre em várias etapas, que vão desde a extração até a purificação:

1. Extração do minério: pode ser feita por mineração subterrânea ou a céu aberto, dependendo da localização e concentração do metal.

2. Concentração do minério: após a extração, o minério passa por processos de separação para aumentar a concentração do metal desejado, em que técnicas como flotação, separação magnética e lixiviação são utilizadas para eliminar impurezas e isolar os metais nobres.

3. Processos metalúrgicos: o minério concentrado é submetido a processos como fundição e eletrorrefino. A fundição ocorre em temperaturas elevadas para separar o metal puro dos resíduos. No caso do ouro e da prata, pode-se usar o processo de cianetação, enquanto os metais do grupo da platina são extraídos por refino químico e eletroquímico.

4. Refino e purificação: em seguida, eles passam por refinamento para atingir altos graus de pureza. Técnicas como eletrólise, destilação e precipitação química garantem a eliminação de traços de impurezas.

Por fim, eles são moldados em barras, fios ou ligas conforme sua aplicação.

Importância dos metais nobres

A importância dos metais nobres está principalmente em suas aplicações, pois, como foi falado ao longo deste artigo, vimos que eles desempenham um papel fundamental na economia, na ciência e no cotidiano, tornando-se indispensáveis para o desenvolvimento do mundo contemporâneo. Sendo assim, podemos destacar alguns pontos relevantes:

• São usados na fabricação de componentes eletrônicos, como circuitos e conectores, devido à sua alta condutividade elétrica e resistência à corrosão.
• Ouro, prata e platina são utilizados na produção de joias e objetos de luxo, valorizados por seu brilho, durabilidade e raridade.
• Metais como platina, paládio e ródio são fundamentais na fabricação de catalisadores para indústrias químicas e automotivas, reduzindo emissões de gases poluentes.
• São empregados em equipamentos cirúrgicos, próteses e tratamentos odontológicos, pois apresentam biocompatibilidade e resistência à corrosão no organismo.
• São utilizados na fabricação de sensores, satélites, reatores nucleares e até em nanotecnologia, contribuindo para avanços científicos e tecnológicos.

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Exercícios resolvidos sobre metais nobres

1) (Fuvest)

Um experimento expôs uma barra de titânio (Ti) pura e ligas desse material com 0,01% de diferentes metais nobres a soluções de ácido sulfúrico em ebulição para entender o efeito anticorrosivo desses metais no titânio. O resultado é mostrado na tabela a seguir:

Com base nessas informações, é correto afirmar:

1. 1. O aumento na concentração de ácido sulfúrico nos experimentos fez com que o titânio puro fosse mais corroído e o titânio com Pd, Rh e Pt fosse menos corroído.
   2. Para Re, Cu e Au, espera-se que a reação com ácido sulfúrico mais concentrado demore muito para acontecer e, por isso, não foi possível medir.
   3. A escala de potencial anticorrosivo, segundo esse experimento, é dada por Au > Cu > Re > Os > Ir > Ru > Pt > Pd > Rh.
   4. Pd, Rh, Pt e Ru apresentaram os melhores resultados como anticorrosivos, enquanto Cu e Au apresentaram os piores.
   5. O titânio puro é muito resistente ao ácido, e a adição de outros metais não faz nenhuma diferença para a taxa de corrosão.

Resposta: D

Para uma melhor compreensão, vamos analisar cada alternativa:

a) ERRADO - Com o aumento da concentração do ácido sulfúrico, houve um aumento da corrosão, tanto do titânio puro quanto do titânio com Pd, Rh e Pt.

b) ERRADO - Com o aumento da concentração do ácido, espera-se a que o processo de corrosão ocorra mais rápido.

c) ERRADO - A escala de potencial anticorrosivo, segundo esse experimento, é dada por Au > Cu > Re > Os > Ir > Ru > Pt > Rh > Pd.

d) CORRETO - Basta comparar os valores da taxa de corrosão.

e) ERRADO - É possível notar que os metais nobres, por funcionarem como metais de sacrifício, reduzem a taxa de corrosão do titânio, quando comparado com o titânio puro.

2) Os metais nobres têm propriedades e características de grande valor para aplicações tecnológicas e industriais. Um exemplo disso é o paládio (Pd), um metal do grupo da platina, utilizado na indústria automotiva. Nesse contexto, assinale a alternativa correta sobre esses metais:

a) São altamente reativos e sofrem oxidação rápida quando expostos ao ar e à umidade.

b) Apresentam alta resistência química, o que os torna inertes em muitas reações, inclusive na catálise automotiva.

c) Possuem elevada condutividade elétrica e térmica, além de serem resistentes à corrosão, características que justificam seu uso em eletrônica e joalheria.

d) São encontrados em abundância na crosta terrestre, o que os torna economicamente acessíveis

para diversas aplicações industriais.

e) Apesar de sua baixa reatividade, não podem ser empregados em processos catalíticos devido à sua estabilidade química excessiva.

Resposta: C

a) ERRADA - Ao contrário dos metais comuns, os metais nobres são pouco reativos, o que os torna resistentes à oxidação e corrosão.

b) ERRADA - Embora sejam resistentes à corrosão, alguns metais nobres, como o paládio e a platina, são utilizados em catálise, pois têm a capacidade de acelerar reações químicas.

d) ERRADA - Os metais nobres são raros na crosta terrestre.

e) ERRADA - Apesar de serem estáveis, muitos metais nobres, como platina, paládio e ródio, são utilizados como catalisadores justamente por sua capacidade de facilitar reações sem sofrer degradação significativa.

Fontes

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