zinco

O zinco (Zn) é um elemento químico metálico pertencente à classe dos metais de transição, bivalente e de cor

branco-azulada, que se localiza no grupo 12 e período 4 da Tabela Periódica.

Possui número atómico 30 e massa atómica 65,409.

O zinco foi descoberto em 1746, na Alemanha, pelo cientista Andreas Marggraf.

O nome zinco deriva do alemão zink.

O zinco encontra-se na Natureza unicamente em estado combinado. Os minerais mais frequentes são a

esfarelite ou blenda de zinco, que é um sulfureto de zinco (ZnS), assim como a calamina, de composição

complexa, tratando-se de um carbonato-silicato hidratado.

A obtenção do zinco faz-se por via seca, através da redução do óxido de zinco obtido por calcinação da blenda

ou por aquecimento do espato, utilizando carvão em mufla, formando-se vapor de zinco, que destila e condensa

em recipientes apropriados.

O zinco bruto assim obtido contém impurezas como chumbo, ferro e cádmio, dos quais é separado por

destilação fracionada ou por eletrólise.

No processo de obtenção do zinco por via húmida, o minério depois de calcinado é lixiviado com ácido sulfúrico

e a solução de sulfato resultante é submetida a eletrólise. Desta forma consegue-se um metal com elevado

grau de pureza.

O zinco puro é um metal branco-azulado, com um ponto de fusão de 419 ºC e um ponto de ebulição de 906 ºC.

É usado em ligas com cobre (latão e bronzes). Utiliza-se ainda para recobrir o ferro (galvanizado) e, numa liga

com 1% de cobre e 0,1% de titânio, como cobertura de telhados.

Se se submergir o zinco em ácido clorídrico, obtém-se cloreto de zinco (ZnCl2) com libertação de hidrogénio. Um

composto importante é o óxido de zinco (ZnO) que, com o nome de "branco de zinco", se utiliza como

pigmento. Outro sal, o sulfureto de zinco, caracteriza-se pela propriedade de continuar a brilhar na escuridão,

depois de ter sido exposto à luz, e emitir luz visível quando sobre ele incide luz ultravioleta ou raios X. Por estas

razões, é utilizado para fabricar alvos fluorescentes ou para tornar visíveis os raios X e as emissões radioativas.

O zinco utiliza-se ainda no fabrico de pilhas secas e como estabilizador de polímeros.

Símbolo: Zn Número atômico: 30

Peso atômico: 65,409 Elétrons: [Ar]4s23d10

História:Do alemão Zink, origem desconhecida. Muito antes do zinco ser reconhecido como elemento distinto, seus minérios eram usados para produzir latão. Uma liga contendo zinco foi achada em ruínas pré-históricas na Transilvânia. Zinco metálico foi produzido na Índia, no século 13, pela redução da calamina com materiais orgânicos. Na Europa, foi redescoberto em 1746 por Marggraf, que o isolou através da redução da calamina com carvão vegetal.

Disponibilidade:Os principais minerais são a blenda (sulfeto de zinco, ZnS), a esmitsonita (carbonato de zinco, ZnCO3), a franklinita (espinélio* de zinco e ferro), a calamina (silicato básico de zinco) e a zincita (óxido de zinco, ZnO).

A abundância na crosta terrestre é de aproximadamente 75 ppm.

*Espinélios são minerais formados, basicamente, por aluminato de magnésio, podendo este ser parcialmente substituído por ferro, manganês ou zinco e o alumínio, por ferro ou cromo.

Produção:Pode ser produzido pelo aquecimento do minério para formar o óxido e a posterior redução com carbono (ZnO + C Zn + CO)

Propriedades:É um metal branco-azulado, de baixo ponto de fusão, com boa fusibilidade e pode ser facilmente deformado a frio ou a quente.

É razoável condutor de eletricidade e queima no ar com uma chama vermelha, emitindo fumaça branca do óxido formado.

Grandeza Valor UnidadeMassa específica do sólido 7140 kg/m3

Ponto de fusão 419,5 °CCalor de fusão 7,32 kJ/molPonto de ebulição 907 °CCalor de vaporização 119 kJ/molEletronegatividade 1,65 PaulingEstados de oxidação +2  Resistividade elétrica 5,9 10-8 m

Condutividade térmica 116 W/(m°C)Calor específico 388 J/(kg°C)Coeficiente de expansão térmica 3,02 10-5 (1/°C)Coeficiente de Poisson 0,25  Módulo de elasticidade 108 GPaEstrutura cristalina hexagonal

Compostos e/ou reações:O óxido de zinco tem numerosas aplicações: tintas, produtos de borracha, cosméticos, medicamentos, plásticos, tintas de impressão, sabão, baterias, etc.

O litopônio, mistura de sulfato de bário e sulfeto de zinco, é um importante pigmento branco.

O sulfeto de zinco é empregado em painéis luminosos, telas de cinescópios e lâmpadas fluorescentes.

Cloreto e cromato são outros compostos importantes.

Reação com oxigênio: 2Zn + O2 2ZnO

Reação com halogênios:Zn + Br2 ZnBr2

Zn + I2 ZnI2

Reação com ácido: Zn + H2SO4 Zn++ + SO4-- + H2

Aplicações:Empregado em uma variedade de ligas: latão, bronze para molas, com níquel e prata para tipografia, ligas para soldas, etc.

Zinco metálico é usado em alguns tipos de baterias.

Ligado com cobre e alumínio, é usado para produzir peças fundidas sob pressão, as quais são amplamente usadas nas indústrias automobilística, de equipamentos elétricos e outras.

Óxido de zinco é usado como pigmento não tóxico para tintas e em algumas borrachas e plásticos, como estabilizador. Também em cremes e pomadas devido às propriedades adstringentes.

Muito usado no revestimento (galvanização) de peças de aço, para prevenir a corrosão.

O zinco é um elemento essencial para o crescimento de homens e animais.

Isótopos:

Simb % natural Massa Meia vida Decaimento60Zn 0 59,9418 2,40 m CE p/ 60Cu61Zn 0 60,9395 1,485 m CE p/ 61Cu62Zn 0 61,9343 9,22 h CE p/ 62Cu63Zn 0 62,9332 38,5 m CE p/ 63Cu64Zn 48,6 63,9291 Estável  65Zn 0 64,9292 243,8 d CE p/ 65Cu66Zn 27,9 65,9260 Estável  67Zn 4,1 66,9271 Estável  68Zn 18,8 67,9248 Estável  69Zn 0 68,9266 56 m - p/ 69Ga70Zn 0,6 69,9253 Estável  71Zn 0 70,9277 2,4 m - p/ 71Ga72Zn 0 71,9269 46,5 h - p/ 72Ga

A coluna % natural indica o teor encontrado no elemento natural. Valor nulo indica produção artificial. Símbolos para tempos de meia vida: s (segundo), m (minuto), h (hora), d (dia), a (ano).

Espectros:

Grupo Tchê Química

Espectro de emissão

Espectro de absorção

ZincoOrigem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Ir para: navegação, pesquisa

ZincoCobre ← Zinco → Gálio

   30

Zn 

               

               

                                                                                                                                                                                                    

↑Zn↓

Cd

Tabela completa • Tabela estendidaAparência

Azul pálido grisáceo

Ao centro: um fragmento de zinco de pureza

99,995%; à direita: um fragmento cristalino de um

lingote de zinco; à esquerda: um cubo de zinco de

1cm3 para comparação.

Informações gerais

Nome, símbolo, número

Zinco, Zn, 30

Série químicaMetal de transição

Grupo, período, bloco

12, 4, d

Densidade, dureza7140 kg/m 3 , 2,5

Propriedade atómicas

Massa atômica 65,38(2) u

Raio atómico (calculado)

134 pm

Raio covalente 122±4 pm

Raio de Van der Waals

139 pm

Configuração electrónica

[Ar] 3d10 4s2

Elétrons (por nível de

energia)

2, 8, 18, 2 (ver

imagem)

Estado(s) de oxidação

+2, +1, 0 (óxido anfótero)

Estrutura cristalina hexagonal

Propriedades físicas

Estado da matéria sólido

Ponto de fusão 692,68 K

Ponto de ebulição 1180 K

Entalpia de fusão 7,32 kJ/mol

Entalpia de vaporização

123,6 kJ/mol

Volume molar9,16×10−6 m 3 /mol

Pressão de vapor 1 Pa a 610 K

Velocidade do som3700 m/s a 20 °C

Diversos

Eletronegatividade (Pauling)

1,65

Condutividade térmica

116 W/(m·K)

1º Potencial de ionização

906,4 kJ/mol

2º Potencial de ionização

1733,3 kJ/mol

3º Potencial de ionização

3833 kJ/mol

4º Potencial de ionização

5731 kJ/mol

Isótopos mais estáveis

iso ANMeia-vida

MD

EdPD

MeV

6

4Zn48,6%

64Zn é estável

com 34

nêutrons

6

5Znsintéti

co243,8

dεγ

1,3519

1,1155

6

5Cu-

6

6Zn27,9%

66Zn é estável

com 36

nêutrons

6

7Zn4,1%

67Zn é estável

com 37

nêutrons

6

8Zn18,8%

68Zn é estável

com 38

nêutrons

7

0Zn0,6%

70Zn é estável

com 40

nêutrons

7

2Znsintéti

co46,5 h β − 0,458

7

2Ga

Unidades do SI & CNTP, salvo indicação

contrária.

v • e

O zinco(do alemão Zink) é um elemento químico de símbolo Zn, número atômico 30 (30 prótons e 30 elétrons) com massa atómica 65,4 uma. À temperatura ambiente, o zinco encontra-se no estado sólido. Está situado no grupo 12 (2 B) da Classificação Periódica dos Elementos.

As ligas metálicas de zinco têm sido utilizadas durante séculos - peças de latão datadas de 1000-1400 a.C. foram encontrados na Palestina , e outros objetos com até 87% de zinco foram achados na antiga região da Transilvânia. A principal aplicação do zinco - cerca de 50% do consumo anual - é na galvanização do aço ou ferro para protegê-los da corrosão, isto é, o zinco é utilizado como metal de sacrifício (tornando-se o ânodo de uma célula, ou seja, somente ele se oxidará). Ele também pode ser usado em protetores solares, em forma de óxido, pois tem a capacidade de barrar a radiação solar.

O zinco é um elemento químico essencial para a vida: intervém no metabolismo de proteínas e ácidos nucleicos, estimula a atividade de mais de 100 enzimas, colabora no bom funcionamento do sistema imunológico, é necessário para cicatrização dos ferimentos, intervém nas percepções do sabor e olfato e na síntese do ADN. Foi descoberto pelo alemão Andreas Marggraf em 1746.

Índice

[esconder]

1 Características principais 2 Papel biológico 3 História 4 Abundância e obtenção 5 Ligas metálicas 6 Compostos 7 Isótopos 8 Precauções 9 Referências 10 Ligações externas

o 10.1 Bibliografia 11 Ver também

[editar] Características principais

O zinco é um metal, às vezes classificado como metal de transição ainda que estritamente não seja, apresenta semelhanças com o magnésio e o berílio além dos

metais do seu grupo. Este elemento é pouco abundante na crosta terrestre, porém pode ser obtido com facilidade.

É um metal de coloração branca azulada que arde no ar com chama verde azulada. O ar seco não o ataca, porém, na presença de umidade, forma uma capa superficial de óxido ou carbonato básico que isola o metal e o protege da corrosão.

Praticamente o único estado de oxidação que apresenta é 2+. Reage com ácidos não oxidantes passando para o estado de oxidação 2+ e liberando hidrogênio, e pode dissolver-se em bases e ácido acético.

O metal apresenta uma grande resistência à deformação plástica a frio que diminui com o aquecimento, obrigando a laminá-lo acima dos 100 °C.

O zinco é empregado na fabricação de ligas metálicas como o latão e o bronze, além de ser utilizado na produção de telhas e calhas residenciais. O zinco é, ainda, utilizado como metal de sacrifício para preservar o ferro da corrosão em algumas estruturas, na produção de pilhas secas e como pigmento em tinta de coloração branca.

[editar] Papel biológico

Telhado de zinco.

O zinco é um elemento químico essencial para o corpo humano: intervém no metabolismo de proteínas e ácidos nucleicos, estimula a atividade de mais de 100 enzimas, colabora no bom funcionamento do sistema imunológico, é necessário para cicatrização dos ferimentos, nas percepções do sabor e olfato e na síntese do DNA. O metal é encontrado na insulina, nas proteínas dedo de zinco (zinc finger) e em diversas enzimas como a superóxido dismutase.

O zinco é encontrado em diversos alimentos como nas ostras, carnes vermelhas, aves, alguns pescados, mariscos, favas e nozes. A ingestão diária recomendada de zinco é em torno de 10 mg, menor para bebês, crianças e adolescentes (devido ao menor peso corporal), e algo maior para as mulheres grávidas e durante o aleitamento.

A deficiência de zinco pode produzir retardamento no crescimento, perda de cabelo, diarreias, impotência sexual e imaturidade sexual nos adolescentes, apatia, cansaço e depressão, lesões oculares e de pele, inclusive acne, unhas quebradiças, amnésia, perda

de apetite, perda de peso e problemas de crescimento, aumento do tempo de cicatrização de ferimentos e anomalias no sentido do olfato. As causas que podem provocar uma deficiência de zinco são a insuficiente quantidade na dieta alimentar e a dificuldade na absorção do mineral que pode ocorrer em casos de alcoolismo, quando é eliminado pela urina ou, ainda, devido à excessiva eliminação por causa de desordens digestivas.[1][2][3][4]

O excesso de zinco tem-se associado com baixos níveis de cobre, alterações na função do ferro, diminuição da função imunológica e dos níveis de colesterol bom.

É um dado adquirido que o zinco desempenha um papel vital no desenvolvimento animal. Uma dieta rica em zinco diminui o risco de hemorragias e melhora a cicatrização das feridas. Na agricultura, o zinco é usado como suplemento nutritivo para promover o crescimento das plantas. Embora o elemento não seja considerado tóxico, existem certos sais de zinco cuja ingestão provoca náuseas e diarreia. A inalação de óxido de zinco pode provocar lesões nos pulmões e, de um modo geral, em todo o sistema respiratório.

[editar] História

As ligas metálicas de zinco foram utilizadas durante séculos - peças de latão datadas de 1000-1400 a.C. foram encontrados na Palestina , e outros objetos com até 87% de zinco foram achados na antiga região da Transilvânia - devido ao seu baixo ponto de fusão e reatividade química o metal tende a evaporar-se, motivo pelo qual a verdadeira natureza do zinco não foi compreendida pelos antigos.

Se sabe que a fabricação do latão era conhecida pelos romanos desde 30 a.C. Plinio e Dioscórides descrevem a obtenção de aurichalcum ( latão ) pelo aquecimento num cadinho de uma mistura de cadmia ( calamina ) com cobre. O latão obtido é posteriormente fundido ou forjado para fabricar objetos.

A fusão e extração de zinco impuro já era efetuda no ano 1.000 na Índia - na obra Rasarnava (c. 1200) de autor desconhecido o procedimento foi descrito - e posteriormente na China. Em 1597 Andreas Libavius descreve uma peculiar classe de estanho que havia sido preparada na Índia que tinha recebido em pequenas quantidades através de um amigo; deduziu que se tratava do zinco mesmo não chegando a reconhecê-lo como o metal procedente da calamina.

No ocidente, em 1248, Alberto Magno descreve a fabricação do latão na Europa. No século XVI já se conhecia a existência do metal. Agrícola observou em 1546 que formava-se um metal branco prateado condensado nas paredes dos fornos nos quais se fundiam minerais de zinco, adicionando em sua notas que um metal similar denominado zincum era produzido na Silésia. Paracelso foi o primeiro a sugerir que o zincum era um novo metal e que suas propriedades diferiam dos metais conhecidos, sem dar nenhuma indicação sobre a sua origem; nos escritos de Basílio Valentino são encontrados também menções sobre o zincum. Em tratados posteriores são frequentes as referências ao zinco, com diferentes nomes, se referindo geralmente ao mineral e não ao metal livre, e muitas vezes confundido com o bismuto.

Johann Kunkel em 1677 e pouco mais tarde Stahl em 1702 indicam que ao preparar o latão com o cobre e a calamina, esta última se reduz previamente em zinco livre, que foi

isolado posteriormente pelo químico Anton von Swab em 1742 e por Andreas Marggraf em 1746, cujo exaustivo e metódico trabalho Sobre o método de extração do zinco de um mineral verdadeiro, a calamina sedimentou a metalurgia do zinco e sua reputação como descobridor do metal.

Em 1743 foi fundado em Bristol o primeiro estabelecimento para a fundição do metal em escala industrial, porém, o procedimento ficou em segredo. Setenta anos depois Daniel Dony desenvolveu um procedimento industrial para a extração do metal, construindo-se a primeira fábrica no continente Europeu.

Após o desenvolvimento da técnica de flotação do sulfeto de zinco se desprezou a calamina como fonte principal de obtenção do zinco. O método de flotação, atualmente, é empregado para a obtenção de vários metais.

[editar] Abundância e obtenção

Zinco

O zinco é o 23º elemento mais abundante na crosta terrestre. As jazidas mais ricas contém cerca de 10% de ferro e entre 40% e 50% de zinco. Os minerais dos quais se extrai o zinco são: esfalerita e blenda (sulfetos), smithsonita (carbonato), hemimorfita (silicato) e franklinita (óxido).

As reservas mundiais cuja exploração é economicamente viável ultrapassa a casa dos 220 milhões de toneladas, a maior parte nos Estados Unidos , Austrália, China e Cazaquistão. As reservas mundiais (incluindo aquelas cuja extração atualmente não é viável) são estimadas em 2000 milhões de toneladas.

A produção mundial foi em 2003, segundo dados da Agência de Prospecção Geológica dos Estados Unidos (US Geological Survey) de 8,5 milhões de toneladas, liderada pela China com 20% e Austrália com 19%. Estima-se que um terço do zinco consumido é reciclado.

A produção do zinco começa com a extração do mineral que pode ser realizada tanto a céu aberto como em jazidas subterrâneas. Os minerais extraídos são triturados e, posteriormente, submetidos a um processo denominado flotação para a obtenção do mineral concentrado.

Os minerais com altos teores de ferro são tratados por via seca. O concentrado é queimado (calcinação) para transformar o sulfeto em óxido, que recebe a denominação de calcina. O óxido obtido é reduzido com carbono produzindo o metal (o agente redutor na prática é o monóxido de carbono formado).

As reações por etapas são: Por via úmida o minério é calcinado (queimado) para a obtenção do óxido, posteriormente lixiviado com ácido sulfúrico diluído. A lixívia obtida é purificada para a separação dos diferentes componentes, principalmente o sulfato de zinco. O sulfato é submetido a um processo de eletrólise com ânodo de chumbo e cátodo de alumínio, sobre o qual se deposita o zinco, formando placas de alguns milímetros. O zinco obtido é fundido e lingotado para sua comercialização.

Como subprodutos, diferentes metais são obtidos, como mercúrio, cádmio, ouro, prata, cobre e chumbo, em função da composição dos minerais. O dióxido de enxofre obtido na calcinação é usado para produzir o ácido sulfúrico utilizado na lixiviação. O excedente é comercializado.

Os tipos de zinco obtidos se classificam segundo a norma ASTM em função da sua pureza:

SHG, Special High Grade (99,99%) HG, High Grade (99,90%) PWG Prime Western Grade (98%)

A norma EN 1179 considera cinco níveis (Z1 a Z5) com teores de zinco entre 99,995% e 98,5%, existindo normas equivalentes no Japão e Austrália. Para harmonizar todas as normas a ISO publicou em 2004 a norma ISO 752 regulando a classificação e requisitos necessários em relação ao zinco.

[editar] Ligas metálicas

As ligas metálicas mais empregadas são as de alumínio (3,5-4,5%, Zamak; 11-13%, Zn-Al-Cu-Mg; 22%, Prestal , liga que apresenta superplasticidade) e cobre (aproximadamente 1%) que melhora as características mecânicas do zinco e sua aptidão ao molde.

É componente minoritário em diversas ligas, principalmente de cobre como latões (3 a 45% de zinco) , alpacas (Cu-Ni-Zn) e bronzes ( u-Sn ) de molde.

[editar] Compostos

O óxido de zinco é o mais conhecido e utilizado industrialmente, especialmente como base de pigmentos brancos para pintura, também na indústria de borracha e em protetores solares. Outros compostos importantes são o cloreto de zinco (desodorantes) e sulfeto de zinco (pinturas luminescentes). A quarta parte, aproximadamente, do zinco consumido é na forma de compostos.

[editar] Isótopos

O zinco existente na natureza é formado por quatro isótopos estáveis, Zinco-64 (48,6%), Zinco-66, Zinco-67, e Zinco-68. Se tem caracterizado 22 radioisótopos sendo os mais estáveis Zinco-65 e Zinco-72 com meia-vida de 244,26 dias e 46,5 horas, respectivamente. Os demais isótopos radiativos apresentam meias-vidas menores que 14 horas, e a maioria menores que um segundo. O zinco tem quatro estados metaestáveis.

[editar] Precauções

O zinco metálico não é considerado tóxico,e sim butanianio pois modificam o butao , como o óxido e o sulfeto, são nocivos.

Na década de 40 observou-se que na superfície do aço galvanizado formava-se com o tempo pelos de zinco (zinc whiskers) que liberados ao ambiente provocavam curtos-circuitos e falhas em componentes eletrônicos. Estes pelos se formam após um período de incubação que pode durar dias ou anos, e crescem num ritmo da ordem de 1 mm por ano.

Referências

1. ↑ Modern Nutrition in health and disease. 18. Edition. 1994. Maurice E Shils, James ª Olson and Moshe Shike.

2. ↑ Present Knowlede in Nutrition. 6. Edition. 1990. Myrtle L. Brown.3. ↑ Biol. Trace Element. Research, 1991, 29: 133-136.4. ↑ Environ Res 1994, 64 (2):151-80

[editar] Ligações externas

O Commons possui multimídias sobre Zinco

Enciclopedia Libre - Cinc UNCTAD - Mercado de productos básicos (INFOCOMM) US Geological Survey International Zinc Association ATSDR - Zinc NIH, Suplementos en la dieta - Zinc NASA Goddard Space Flight Center - Zinc Whiskers

[editar] Bibliografia

Diccionário Enciclopédico Hispano-Americano, Tomo XXIII, Montaner y Simón Editores, Barcelona, 1898.

Aplicações O zinco metálico é usado na produção de ligas ou na galvanização de estruturas

de aço. Este processo consiste na electrodeposição de uma fina película de zinco

sobre as peças a proteger. Utiliza-se a galvanização para proteger estruturas de edifícios ou partes constituintes de automóveis e barcos. O zinco pode também ser um aditivo de certas borrachas e tintas. Uma das ligas mais importantes de zinco é o bronze, que consiste na mistura deste elemento com o cobre. O bronze é mais dúctil do que o cobre e tem uma resistência à corrosão bastante superior. O zinco pode ainda utilizar-se como eléctrodo nas vulgares pilhas secas.

Os principais compostos de zinco são o óxido (ZnO), utilizado nas indústrias cerâmica e das borrachas e ainda no fabrico de tintas. O sulfato de zinco (ZnSO4) tem aplicação na indústria têxtil e no enriquecimento de solos pobres em zinco. O cloreto de zinco é usado para preservar madeiras bem como desodorizante em diversos fluidos. Este composto pode também ser usado em pilhas secas e como mordente em tintas.

Substâncias Elementares Substância Elementar mais comum : Zn Classe de Substâncias Elementares : Metal Origem : Natural Estado Físico : Sólido Densidade [298K] : 7133 kg m-3 Preço (100g) : ~ 592 $00 Rede Cristalina : hexagonal de empacotamento compacto Ponto de Fusão : 699 K Ponto de Ebulição : 1180 K Condutividade Eléctrica[298K] : 1.69x107 Ohm-1m-1 Condutividade Térmica [300K] : 116 W m-1K-1 Calor de :

o Fusão: 6.67 kJ mol-1 o Vaporização: 115.3 kJ mol-1 o Atomização: 131 kJ mol-1

Substâncias Compostas Estado de oxidação Substâncias

ZnI raro Zn22+ em vidro Zn/ZnCl2

ZnII ZnO, ZnS, Zn (OH)2 , [Zn (H2O)6 ]2+ (aq),[Zn (OH)4 ]2- (aq. alcalino),sais de Zn2+ , ZnF2 , ZnCl2 ,etc.,muitos complexos

Elemento Nome: Zinco Número Atómico: 30 Símbolo Químico: Zn Configuração Electrónica: [Ar]3d104s2 Abundância:

o Terra: 75 ppm o Sistema Solar: 2.82x104 (rel. a [H]=1x1012)

Ocorrência

zinco nativo Zn

zincite ZnO

franklinite (Fe,Zn,Mn)(Fe,Mn)2O4

blenda, sparelite ZnS

smithsonite ZnCO3

hidrozincite Zn5(OH)6(CO3)2

vilémite Zn2SiO4

hémimorfite Zn4Si2O7(OH)2.2h2O

goslarite ZnSO4.7H2O

adamite

auricalcite

descloizite

esfalerite

fosfofilite

ganite

hopeíte

legrandite

marmarite

motramite

rosasite

wurtzite

Atómicas

Massa Atómica: 65.39 Electronegatividade:

o Pauling: 1.65 o Allred: 1.66 o Absoluta: 4.45 eV

Afinidade Electrónica: 9 kJ mol-1

Polarizabilidade: 6.4 Å3 Carga Nuclear Efectiva:

o Slater: 4.35 o Clementi: 5.97 o Froese Fischer: 8.28

Raio: o Zn 2 +: 83 pm o Atómico: 133.2 pm o Covalente: 125 pm

Energias de Ionização Sucessivas:

o Zn -› Zn + : 906.4 kJ mol-1 o Zn+1 -› Zn+2 : 1733.3 kJ

mol-1 o Zn+2 -› Zn+3 : 3832.6 kJ

mol-1 o Zn+3 -› Zn+4 : 5730 kJ mol-

1 o Zn+4 -› Zn+5 : 7970 kJ mol-

1 o Zn+5 -› Zn+6 : 10400 kJ

mol-1 o Zn+6 -› Zn+7 : 12900 kJ

mol-1 o Zn+7 -› Zn+8 : 16800 kJ

mol-1 o Zn+8 -› Zn+9 : 19600 kJ

mol-1 o Zn+9 -› Zn+10 : 23000 kJ

mol-1 Iões Comuns : Zn 2 +

CobreOrigem: Wikipédia, a enciclopédia livre.Ir para: navegação, pesquisa

CobreNíquel ← Cobre → Zinco

   29Cu

                               

                                                                      

↑C

u                                                                                                                              

↓Ag

Tabela completa • Tabela estendidaAparência

metálico vermelho-alaranjado

Informações gerais

Nome, símbolo, número

Cobre, Cu, 29

Série químicaMetal de transição

Grupo, período, bloco

11, 4, d

Densidade, dureza8920 kg/m 3 , 3,0

Propriedade atómicas

Massa atômica 63,546 u

Raio atómico (calculado)

128 pm

Raio covalente 132±4 pm

Raio de Van der Waals

140 pm

Configuração electrónica

[Ar] 3d10 4s1

Elétrons (por nível de

energia)

2, 8, 18, 1 (ver

imagem)

Estado(s) de oxidação

+1, +2, +3, +4 (óxido

básico)

Estrutura cristalinacúbico de faces centradas

Propriedades físicas

Estado da matéria sólido

Ponto de fusão 1357,77 K

Ponto de ebulição 2835 K

Entalpia de fusão 13,26 kJ/mol

Entalpia de vaporização

300,4 kJ/mol

Volume molar7,11×10−6 m 3 /mol

Pressão de vapor1 Pa a 1509 K

Velocidade do som3570 m/s a 20 °C

Classe magnéticaDiamagnético

Diversos

Eletronegatividade (Pauling)

1,9

Condutividade térmica

401 W/(m·K)

1º Potencial de ionização

745,5 kJ/mol

2º Potencial de ionização

1957,9 kJ/mol

3º Potencial de ionização

3555 kJ/mol

4º Potencial de ionização

5536 kJ/mol

Isótopos mais estáveis

iso ANMeia-vida

MD

EdPDMe

V

63Cu69,15

%

63Cu é estável com 34 nêutron

s

65Cu30,85

%

65Cu é estável com 36 nêutron

s

Unidades do SI & CNTP, salvo indicação

contrária.

v • e

O cobre é um elemento químico de símbolo Cu (do latim cuprum), número atômico 29 (29 prótons e 29 elétrons) e de massa atómica 63,6 uma. À temperatura ambiente o cobre encontra-se no estado sólido.

Classificado como metal de transição, pertence ao grupo 11 (1B) da Classificação Periódica dos Elementos. É um dos metais mais importantes industrialmente, de coloração avermelhada, dúctil, maleável e bom condutor de eletricidade.

Conhecido desde a antiguidade, o cobre é utilizado atualmente, para a produção de materiais condutores de eletricidade (fios e cabos), e em ligas metálicas como latão e bronze.

Índice

[esconder]

1 História 2 Isótopos 3 Características e propriedades

o 3.1 Físicas o 3.2 Elétricas

4 Químicas 5 Ligas metálicas 6 Referências 7 Ver também

8 Ligações externas

História

O cobre nativo, o primeiro metal usado pelo homem, era conhecido por algumas das mais antigas civilizações que se tem notícia e tem sido utilizado pelo menos há 10.000 anos - onde atualmente é o norte do Iraque foi encontrado um colar de cobre de 8700 a.C.; porém o descobrimento acidental do metal pode ter ocorrido vários milênios antes. Em 5000 a.C. já se realizava a fusão e refinação do cobre a partir de óxidos como a malaquita e azurita. Os primeiros indícios de utilização do ouro não foram vislumbrados até 4000 a.C. Descobriram-se moedas, armas, utensílios domésticos sumérios de cobre e bronze de 3000 a.C., assim como egípcios da mesma época, inclusive tubos de cobre. Os egípcios também descobriram que a adição de pequenas quantidades de estanho facilitava a fusão do metal e aperfeiçoaram os métodos de obtenção do bronze; ao observarem a durabilidade do material representaram o cobre com o Ankh, símbolo da vida eterna.

Na antiga China se conhece o uso do cobre desde, ao menos, 2000 anos antes de nossa era, e em 1200 a.C. já fabricavam-se bronzes de excelente qualidade estabelecendo um manifesto domínio na metalurgia sem comparação com a do Ocidente. Na Europa o homem de gelo encontrado no Tirol (Itália) em 1991, cujos restos têm uma idade de 5300 anos, estava acompanhado de um machado com uma pureza de 99,7%, e os elevados índices de arsênico encontrados em seu cabelo levam a supor que fundiu o metal para a fabricação da ferramenta. O cobre é um metal de transição avermelhado, que apresenta alta condutibilidade elétrica e térmica, só superada pela da prata. É possível que o cobre tenha sido o metal mais antigo a ser utilizado, pois se têm encontrado objetos de cobre de 8700 a.C. Pode ser encontrado em diversos minerais e pode ser encontrado nativo, na forma metálica, em alguns lugares. fenícios importaram o cobre da Grécia, não tardando em explorar as minas do seu território, como atestam os nomes das cidades Calce, Calcis e Calcitis (de χαλκος, bronze), ainda que tenha sido Chipre, a meio caminho entre Grécia e Egito, por muito tempo o país do cobre por excelência, ao ponto de os romanos chamarem o metal de aes cyprium ou simplesmente cyprium e cuprum, donde provém o seu nome. Além disso, o cobre foi representado com o mesmo signo que Vênus (a afrodite grega), pois Chipre estava consagrada a deusa da beleza e os espelhos eram fabricados com este metal. O símbolo, espelho de Vênus da mitologia e da alquimia, modificação do egípcio Ankh, foi posteriormente adotado por Carl Linné para simbolizar o gênero feminino(♀).

O uso do bronze predominou de tal maneira durante um período da história da humanidade que terminou denominando-se «Era do Bronze». O período de transição entre o neolítico (final da Idade da Pedra) e a Idade do Bronze foi denominado período calcolítico (do grego Chalcos), limite que marca a passagem da pré-história para a história.

Isótopos

Na natureza são encontrados dois isótopos estáveis: Cu-63 e Cu-65, sendo o mais leve o mais abundante ( 69,17% ). Se tem caracterizado 25 isótopos radioativos, sendo os mais

estáveis o Cu-67, Cu-64 e Cu-61 com vidas médias de 61,83 horas, 12,7 horas e 3,333 horas respectivamente. Os demais radioisótopos, com massas atômicas desde 54,966 (Cu-55) a 78,955 (Cu-79), têm vidas médias inferiores a 23,7 minutos, e a maioria não alcançam os 30 segundos. O cobre apresenta, ainda, 2 estados metaestáveis.

Os isótopos mais leves que o Cu-63 estável se desintegram principalmente por captura eletrônica originando isótopos de níquel, os mais pesados que o isótopo Cu-65 estável se desintegram por emissão beta dando lugar a isótopos de zinco. O isótopo Cu-64 se desintegra dos dois modos, por captura eletrônica ( 69% ) e os demais por desintegração beta.

Características e propriedades

Físicas

Um disco de cobre .

Copper just above its melting point keeps its pink luster color when enough light outshines the orange incandescence color.

O cobre ocupa a mesma familia na tabela periódica que a prata e o ouro. Em termos de estrutura eletrônica, o cobre tem um elétron orbital em cima de uma cheia escudo do elétron(o elétron que faz as ligações) , que faz ligações metálicas . A prata eo ouro são semelhantes[1]. O cobre é normalmente fornecido, como quase todos os metais de uso industrial e comercial, em um grão fino de formulário policristalino . metais policristalino tem mais força do que monocristalinos formas, e a diferença é maior para o menor grão (de cristal) em tamanho. É facilmente trabalhado, sendo que ambas as propriedades de dúctil e maleável ele tem. A facilidade com que pode ser levado a cabo o torna útil para trabalhos eléctricos, assim como sua alta condutividade elétrica[2][3].

O cobre tem um tom avermelhado, alaranjado ou cor acastanhada devido a uma fina camada de manchas (incluindo óxidos ).o cobre puro é rosa ou cor de pêssego. Cobre

junto de ósmio (azulada), césio e de ouro (tanto amarelo) são os únicos quatro metais elementar com uma cor natural que não o cinza ou prata. Cobre resultados cor característica de sua configuração eletrônica[4][5].

Elétricas

A estrutura eletrônica torna comparáveis, o cobre, prata e o ouro semelhantes em muitos aspectos: os três têm alta condutividade térmica e elétrica, e os três são maleáveis. Entre os metais puros na temperatura ambiente , o cobre tem a segunda maior condutividade elétrica e térmica , depois da prata , com uma condutividade de 59,6 × 106S/m. Este valor alto é devido à praticamente todos os elétrons na camada de valência (um por átomo) tomar parte na condução. O resultado são elétrons livres no montante de cobre para uma densidade de carga enorme de 13,6 × 109C/m3[6].

Esta alta densidade de carga é responsável pela mais lenta velocidade de deriva das correntes em cabos de cobre, onde a velocidade de deriva pode ser calculado como a relação entre a densidade da corrente de densidade de carga. Por exemplo, em uma densidade de corrente de 5 × 10 6A/m2 , a densidade de corrente máxima presente na fiação da casa e distribuição da rede, a velocidade de deriva é apenas um pouco mais de ⅓ mm/s[7]. Durante o século 20 nos Estados Unidos, a popularidade temporária do alumínio para uso doméstico na fiação elétrica resultou em muitas casas com uma combinação de cobre e alumínio fiação necessitando o contato físico entre os dois metais para fornecer uma conexão elétrica. Devido a corrosão galvânica , algumas questões foram experimentados por proprietários e empreiteiros de habitação. Em eletrônica, a pureza do cobre é expresso em noves : 4N para 99,99% e 6N para 99,9999%. Quanto maior o número, mais puro o cobre é.

Químicas

O cobre forma uma rica variedade de compostos com estados de oxidação de +1 e +2. Ele não reage com agua, mas reage lentamente com o oxigênio atmosférico, formando uma camada marrom escura de oxido de cobre. Em contraste com a oxidação do ferro pelo ar úmido, essa camada de óxido para a corrosão. Uma camada verde de carbonato de cobre, chamado azinhavre , muitas vezes pode ser visto em construções antigas de cobre, como a Estátua da Liberdade, a maior estátua de cobre do mundo. O cobre reage com o sulfeto de hidrogênio e com o sulfeto contendo soluções, formando sulfetos de cobre diversos em sua superfície. Em soluções contendo sulfeto de cobre, é menos nobre do que o hidrogênio e a corrosão. Isto é observado no cotidiano, quando as superfícies metálicas de cobre são manchadas após a exposição ao ar que contêm compostos de enxofre. Cobre dissolve lentamente em oxigênio soluções contendo amoníaco para dar vários complexos solúveis em água com cobre. O cobre reage com uma combinação de oxigênio e ácido clorídrico para formar uma série de cloretos de cobre. (Verde-azul de cobre II), cloreto (quando fervido com metal de cobre, sofre comprapartinação para formar branco cobre (I) de cloro. O cobre reage com uma mistura ácida de peróxido de hidrogênio para formar o correspondente sal de cobre: Cu + 2 + HX H2 O2 → CUX2 + 2 H2O

Ligas metálicas

Os cobres débilmente ligados são aqueles que contém uma porcentagem inferior a 3 de algum elemento adicionado para melhorar alguma das características do cobre como a maquinabilidade (facilidade de mecanização), resistência mecânica e outras, conservando a alta condutibilidade elétrica e térmica do cobre. Os elementos utilizados são estanho, cádmio, ferro, telúrio, zircônio, crômio e berílio. Outras ligas de cobre importantes são latões (zinco), bronzes (estanho), cuproalumínios (alumínio), cuproníqueis (níquel), cuprosilícios (silício) e alpacas (níquel-zinco).

Contaminação de água por cobre

Todos os compostos de cobre deveriam ser tratados como se fossem tóxicos, uma quantidade de 30 g de sulfato de cobre é potencialmente letal em humanos.

O metal em pó é combustível, inalado pode provocar tosse, dor de cabeça e dor de garganta, recomenda-se evitar a exposição laboral e a utilização de protetores como óculos, luvas e máscaras. O valores limites ambientais são de 0,2 mg/m³ para vapor de cobre e 1 mg/m³ para o pó e névoas. Reage com oxidantes fortes tais como cloratos, bromatos e iodatos, originando o perigo de explosões.

A água com conteúdo em cobre superiores a 1 mg/l pode contaminar as roupas e objetos lavados com ela, e conteúdos acima de 5 mg/L tornam a água colorida com sabor desagradável. A Organização Mundial da Saúde (OMS) no Guia para a qualidade da água potável recomenda um nível máximo de 2 mg/L , mesmo valor adotado na União Europeia. Nos Estados Unidos a Agência de Proteção Ambiental tem estabelecido um limite de 1,3 mg/L.

As atividades mineiras podem provocar a contaminação de rios e águas subterrâneas com cobre e outros metais tanto durante a exploração como uma vez abandonada. O derramamento mostrado na foto provem de uma mina abandonada em Idaho. A coloração turquesa da água e rochas se deve a presença de precipitados de cobre.

Referências

1. ↑ WebElements Periodic Table of the Elements | Copper | ionization energies data. WebElements. Página visitada em 2011-04-08.

2. ↑ Smith, William F. and Hashemi, Javad. Foundations of Materials Science and Engineering. [S.l.]: McGraw-Hill Professional, 2003.

3. ↑ WebElements Periodic Table of the Elements | Copper | uses. WebElements. Página visitada em 2011-04-08.

4. ↑ CHAMBERS, William. Chambers's Information for the People. 5th ed. [S.l.]: W. & R. Chambers, 1884. vol. L.

5. ↑ Razeghi, M.. Fundamentals of Solid State Engineering. [S.l.]: Birkhäuser, 2006. 154–156 p.

6. ↑ Hammond, C. R.. The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics 81st edition. [S.l.]: CRC press, 2004.

7. ↑ Seymour, J.. Physical Electronics. [S.l.]: Pitman Publishing, 1972. 25–27, 53–54 p.

Ver também

Ver página anexa: Lista de países por produção de cobre

Categoria: Compostos de cobre Química Tabela periódica

Trabalho

Estrutura Cristalina:Tipo de Estrutura CristalinaParamêtro de redeQuantos átomos existem por célulaNúmero de coordenaçãoFator de Empacotamento

Propriedades:Levantar as seguintes propriedades do material:Propriedades Mecânicas (Limite de Resistência, Limite de Escoamento, Alongamento, Módulo de Eslasticidade)Condutividade Térmica e ElétricaPropriedades Químicas(Esses dois últimos ítens, somente se forem propriedades relevantes do material escolhido - um aço inox, por exemplo)

Elementos de Liga Presentes:Citar os elementos e descrever a influência sobre as propriedades do material

Diagrama de Equilíbrio

(No caso de um aço, procurar não só o diagrama ferro-carbono, mas também um diagrama de resfriamento onde indica a influência dos elementos de liga no diagrama)

como fonte de pesquisa, sugiro procurar na Biblioteca Livros de Ciencia e Engenharia dos Materiais

(Callister e Askeland)