COBRE e suas ligas

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é um metal de transição possui coloração marrom avermelhada principais propriedades:

boa ductibilidade maleabilidade alta condutibilidade térmica e elétrica excelente resistência a corrosão

formação de ligas metálicas latão (Cu/Zn) bronze (Cu/Sn) metal monel (Cu/Ni)

O QUE É O COBRE

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primeiro metal a ser usado pelo homem 13.000 a.C. na forma de “cobre nativo” usado como substituto da pedra como ferramenta

de trabalho, arma, objeto de decoração ao Norte do Golfo Pérsico, entre Tigre e Eufrates grande incidência:

Ilha de Chipre - Cyprus - Cuprum - Símbolo: Cu

processo de mineração: mais de 5.000 anos

HISTÓRIA DO COBRE

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Nome químico: COBRE Símbolo químico: Cu Número atômico: 29 Peso atômico: 63,546 Configuração eletrônica:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1

Estado físico (25°C): sólido

INFORMAÇÕES GERAIS

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Estado físico (25°C): sólido Densidade do sólido (20°C): 8,96 g/cm³ Ponto de fusão: 1083°C Ponto de ebulição: 2595°C Condutividade térmica: 400 W/m.K Resistividade elétrica: 1,7 x 10-8 Ohm.m Calor específico: 0,0912 cal/g/°C Calor latente de fusão: 50,6 cal/g Eletronegatividade: 1,95

PROPRIEDADES FÍSICAS

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Ocorre principalmente em compostos de: Cu(I): cuprosos Cu(II): cúpricos

A maioria dos compostos de Cu(I) com ânions monoatômicos são insolúveis em água, e são facilmente oxidados a Cu(II)

O Cu(II) forma sais mais solúveis em água Quando exposto ao ar úmido com gás carbônico

lentamente se oxida, formando uma camada verde chamada de zinabre, de fórmula: CuCO3.Cu(OH)2

PROPRIEDADES QUÍMICAS

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Raio neutro: raio atômico empírico: 135 pm raio atômico calculado: 145 pm raio covalente: 138 pm raio Van der Waals: 140 pm

Raio iônico: íon Cu(I): 96 pm

1 pm = 10-12 metros

RAIO ATÔMICO

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Cu(II) para Cu(I): 0,159 eV

Cu(I) para Cu(0): 0,520 eV

Cu(II) para Cu(0): 0,340 eV

POTENCIAL PADRÃO DE REDUÇÃO

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ELEMENTO PURO

Raspas de Cobre

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Tipo de estrutura: cúbica de face centrada

ESTRUTURA CRISTALOGRÁFICA

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ESTRUTURA CRISTALOGRÁFICA

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ESTRUTURA CRISTALOGRÁFICA

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63Cu massa atômica: 62,930 spin: 3/2 abundância natural: 69,17% momento magnético: 2,2233

65Cu massa atômica: 64,928 spin: 3/2 abundância natural: 30,83% momento magnético: 2,3817

ISÓTOPOS NATURAIS DO COBRE

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OCORRÊNCIA DO COBRE

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Cenário internacional:Chile Congo

Peru Rússia

Estados Unidos Canadá

Zâmbia

Cenário nacional:Ceará São Paulo

Bahia Rio Grande do Sul Menores no Maranhão, Paraíba e Paraná.

OCORRÊNCIA DO COBRE

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CICLO INDUSTRIAL DO COBRE

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INDÚSTRIAS DE TRANSFORMAÇÃO

Processos utilizados: laminação extrusão forjagem fundição metalurgia do pó

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APLICAÇÕES

Barras e laminados: Vantagens:

resistência a corrosão resistência elástica a compressão soldabilidade bom condutor de calor os latões são trabalháveis a frio (emprego onde há

transformações mecânicas de compressão e expansão) suas ligas também são trabalháveis a quente

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APLICAÇÕES Tubos e conexões:

Vantagens: durabilidade propriedade bactericida rapidez de instalação versatilidade ecológico aspecto visual resistência mecânica resistência a corrosão impermeabilidade resistência ao calor, fogo, pressão e ao tempo relação custo x benefício

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APLICAÇÕES

Condução de energia: cobre recozido: padrão de condutibilidade (100%) compatível com conexões, soldas (flexibilidade,

resistência mecânica e a corrosão) combina resistência e ductibilidade facilidade de instalação relação custo x benefício

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APLICAÇÕES

Outras utilizações: Arquitetura: coberturas, peças ornamentais, esculturas, estátuas,

portas, janelas, calhas Agropecuária (como sulfato de cobre): controle de fungos, correção de

solos, estimulante de crescimento de animais (porcos e galinhas) Indústria naval Indústria química: reagentes, equipamentos (trocadores de calor,

aquecedores, evaporadores, colunas de destilação): tequila, whisky, cerveja, álcool, perfumes, óleos essenciais, concentração de açúcar, leite, café, etc.

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LIGAS DE COBRE

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LIGAS DE COBRE

Latão: cobre + zinco zinco: 5% - 45% uso: moedas, medalhas, bijuterias, radiadores de

automóveis, ferragens, componentes estampados e conformados, etc.

o zinco confere maior ductibilidade, porém aparece uma nova fase mais frágil que torna o latão menos trabalhável

adição de estanho ou alumínio aumenta resistência a corrosão por água do mar

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LIGAS DE COBRE

Bronze: cobre + estanho estanho: até 20% uso: tubos flexíveis, torneiras, varetas de

soldagem, válvulas, buchas, engrenagens, etc. o estanho confere uma maior resistência

mecânica ao material

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LIGAS DE COBRE

Metal monel (cuproníquel): cobre + níquel níquel: 10% - 30% uso: cultivos marinhos, moedas, bijuterias,

armações de lentes, etc. o níquel confere a liga uma resistência mecânica

elevada e boa resistência a corrosão adição de 3% - 4% de silício melhora as

propriedades de endurecimento por envelhecimento

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LIGAS DE COBRE

Cobre Alumínio alumínio: mais de 10% uso: peças para embarcações, trocadores de

calor, evaporadores, soluções ácidas ou salinas

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LIGAS DE COBRE

Alpacas: Cu + Ni + Zn cobre: 45% - 70% níquel: 10% - 18% uso: chaves, equipamentos de telecomunicações, decoração,

relojoaria, componentes de aparelhos óticos e fotográficos, etc. são facilmente confundidas com a prata devido a sua coloração

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ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS

Ano 1997 1998 1999

Faturamento (US$ Milhões) 3100 3002 2636

Indicadores Macro da Indústria do Cobre

Capacidade instalada 1997 1998 1999

Produção de cobre refinado (kton) 176 177 177

Nº de empregos diretos 26.598 21.443 19.556

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Produção e consumo:

ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS

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ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS

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ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS

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ESTATÍSTICAS BRASILEIRAS

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Produção e consumo:

ESTATÍSTICAS MUNDIAIS

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ESTATÍSTICAS MUNDIAIS

1996 1997 1998

EUA 2341 2452 2444

CHILE 1748 2116 2335

JAPÃO 1251 1279 1271

CHINA 1119 1179 1199

ALEMANHA 671 674 696

CANADÁ 559 563 564

RÚSSIA 570 610 541

POLÔNIA 425 441 447

PERÚ 338 384 399

ZÂMBIA 334 338 241

OUTROS 3334 3533 3694

TOTAL 12690 13570 13831

PRODUÇÃO DE COBRE REFINADO (kton)

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ESTATÍSTICAS MUNDIAIS

1996 1997 1998

CHILE 3116 3392 3691

EUA 1953 1977 1998

CANADÁ 688 659 705

RÚSSIA 523 526 504

INDONÉSIA 526 548 781

PERÚ 484 503 481

CHINA 439 495 457

POLÔNIA 422 415 427

AUSTRÁLIA 547 560 594

MÉXICO 341 393 403

OUTROS 2069 2095 2168

TOTAL 11109 11564 12109

PRODUÇÃO DE CONCENTRADO DE COBRE (kton)

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ESTATÍSTICAS MUNDIAIS

1996 1997 1998

EUA 2613 2790 2934

CHINA 1293 1285 1350

JAPÃO 1481 1441 1269

ALEMANHA 960 1040 1200

ITÁLIA 503 521 588

TAIWAN 545 588 586

FRANÇA 518 558 555

CORÉIA DO SUL 579 624 547

REINO UNIDO 397 409 402

BÉLGICA 359 364 390

OUTROS 3302 3465 3575

TOTAL 12550 13084 13394

CONSUMO DE COBRE REFINADO (kton)

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EXEMPLOS DE APLICAÇÕES

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Do nome em latim “cuprum” da Ilha de Chipre. Traduções:

Alemão: kupfer Inglês: copper Espanhol: cobre Francês: cuivre Italiano: rame

ORIGEM DO NOME COBRE

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www.procobrebrasil.org

www.merck.com.br

www.arq.ufsc.br

BIBLIOGRAFIA