CMA TRABALHOr5

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ***********
CENTRO ***********************
CURSO DE ***********************
AMANDA ********
GABRIELA ***********
ISABELLE ***********
LAÍSA ***********
VINÍCIUS ************
SISTEMA MONOCLÍNICO
***************
2017
AMANDA *****************
GABRIELA ****************
ISABELLE ********************
LAÍSA *************************
VINÍCIUS ************
SISTEMA MONOCLÍNICO
Trabalho apresentado à disciplina de Ciência dos materiais do curso de Engenharia **************** da Universidade Federal **************** como requisito parcial de avaliação para obtenção de nota.
Professora: ***********************.
*******************
2017
INTRODUÇÃO
A estrutura atômica de materiais em estado sólido, para determinação da disposição dos átomos, pode ser observada através da microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução, visto que, a apresentação do arranjo atômico pode ser classificada como cristalino ou não cristalino. Segundo CALLISTER, Willian D., “Um material cristalino é aquele em que os átomos estão posicionados em um arranjo periódico ao longo de grandes distâncias atômicas, enquanto em materiais não cristalinos, essa ordem está ausente”.
As propriedades dos materiais, além de fatores externos, dependem de sua estrutura. A diferença significativa nas propriedades de materiais cristalinos e não cristalinos de mesma composição, tais quais densidade, rigidez, estabilidade dimensional, resistência química, temperatura de fusão, resistência ao impacto, claridade óptica, etc., alude à grande importância da forma como se organizam as estruturas.
Como a estrutura de um cristal perfeito é um agrupamento regular de átomos, os arranjos atômicos podem ser descritos por um modelo unitário e repetitivo, chamado de “célula unitária”. Atualmente existem 7 sistemas cristalinos básicos que englobam as substâncias cristalinas conhecidas: cúbico, tetragonal, ortorrômbico, monoclínico, triclínico, hexagonal e romboédrico; neste estudo, o interesse é voltado a um sistema cristalino específico, conhecido como sistema monoclínico.
CARACTERÍSTICAS DA ESTRUTURA
O sistema monoclínico, trata-se de uma disposição e formato específico das células unitárias em um material sólido cristalino. A composição do fragmento estrutural é basicamente representada por um prisma obliquo (ângulo obtuso) de base reta, no qual o comprimento, a largura e a altura possuem comprimentos diferentes; como segue na figura:
Fonte: LOPES, J. T de Barros
No caso de precisar especificar um ponto, direção ou plano dentro da célula unitária, faz-se uso sistema de coordenadas, e convenciona-se como eixos cristalográficos aqueles que passam pelo centro do cristal, esses por sua vez, ajudam na orientação simétrica.
Na maioria dos sistemas cristalinos, assim como no monoclínico, os planos cristalográficos são especificados por três índices direcionais “hkl” (índices de Miller). Os cristais deste sistema apresentam um eixo de simetria binário, um único plano de simetria ou a combinação de ambos. 
Em uma rede espacial, o sistema monoclínico ainda pode ser subdivido quanto a distribuição atômica dentro da célula unitária, sejam em monoclínico simples ou monoclínico de base centrada. 
MATERIAIS QUE POSSUEM ESSE TIPO DE ESTRUTURA
Segundo SCHUMANN, Walter 30,8% das espécies minerais possuem estrutura monoclínica, sendo este o sistema com maior número de minerais.
Em razão da alta quantidade de minerais que possuem esse tipo de estrutura, o estudo irá focar em apenas alguns, sendo eles: O Dipsídio, sendo um dos membros mais comuns do grupo piroxeno (grupo de cadeia simples presentes em muitas rochas), ele ocorre várias vezes em calcários metamorfoseados (mármores), assim como em cristais verde-pálido a verde-acinzentados, tem os grãos associados com minerais do grupo humita, espinélio, phlogopite, tremolite e grossular, também pode ser branco puro e não distinguível do carbonato envolvente., muitas vezes fluorescente brilhante em pó azul além de poder incorporar grupos OH; o Espolumenio, que é um mineral trabalhado como um minério de lítio, mas altamente valorizado como um material de gema - as variedades Kunzite (rosa) e Hiddenite (verde) são especialmente procurados, geralmente é encontrado como um componente de pegmatites ricos em lítio; a Acantita, sendo ela a modificação de baixa temperatura do sulfeto de prata, portanto todos as espécimes de sulfureto de prata natural à temperatura ambiente são acantita; a Jadeite, usada como uma pedra preciosa, pedra decorativa ou para esculturas; e a Amicite, na qual a velocidade da luz varia dependendo da direção através do mineral, mostrando assim dupla refracção. 
Além disso vale ressaltar que muitos elementos e compostos existem em mais de uma forma cristalina em estados diferentes de temperatura e pressão, trata-se de um fenômeno conhecido como alotropia, diante deste conceito, os elementos apesar de poder assumir um sistema monoclínico não o tem necessariamente como o mais estável. É o caso do enxofre, que pode ser encontrado como um octaedro ortorrômbico ou um prisma monoclínico, ambos na forma de anel com a fórmula S8.
PRINCIPAIS PROPRIEDADES
Em uma gama tão diversificada de minerais, a generalização de propriedades fica inviabilizada, portanto, as propriedades físicas, químicas e mecânicas serão mostradas separadamente.
	MINERAL
	PROP. FÍSICAS
	PROP. QUÍMICAS
	PROP. MECÂNICAS
	DIPSÍDIO
	Brilho: Vitreo, baixa qualidade reflexiva;
Transparência: Transparente, Opaca;
Cor:verde claro/escuro, azul, marrom, incolor, branco de neve, cinza;
Forma da superfície: Irregular / Desigual, Conchoidal;
	Formula: CaMgSi2O6; 
Impurezas comuns: Fe, V, Cr, Mn, Zn, Al, Ti, Na, K.
	Tenacidade: frágil; 
Dureza: 5½ - 6½ mols.
	ESPOLUMENO
	Brilho: Vitreo, baixa qualidade reflexiva; 
Transparência: Transparente, translúcida;
Cor: Incolor, amarelo, verde claro, verde esmeralda, rosa a violeta, roxo, branco, cinza;
Densidade: 3.1 - 3.2 g / cm3.
	Formula: LiAlSi2O6; 
Impurezas comuns: Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K, H2O.
	Dureza: 6½ - 7 mols.
	ACANTITA
	Brilho: Metálico;
Transparência: 
Opaco;
Cor: cinzento chumbo, preto;
Forma da superfície: Sub-Conchoidal;
Densidade: 7,2 - 7,4 g / cm3 (medida) 7,24 g / cm3.
	Formula: Ag2S; 
Impurezas comuns: Se
	Dureza: 2 - 2 ½ (mols); 
Tenacidade: Secular.
	JADEITE
	Cor: branco (quando puro), verde, branco esverdeado, azul violáceo, azul-verde, violeta, branco, preto;
Densidade: 3,25 - 3,35 g / cm3.
	Fórmula: NaAlSi2O6; 
Impurezas comuns: Ti, Mn, Mg, Ca, K, H2O.
	Dureza (Mols): 6.
	AMICITE
	Brilho: Vítreo;
Transparência: Transparente;
Cor: Incolor;
Forma da superfície: Conchoidal;
Densidade: 2,06 - 2,23 g / cm3 (Medido) 2,16 g /.
	Fórmula: K2Na2 (Si4Al4O16) 5H2O; 
Impurezas comuns: Fe, Mg, Ca, Sr, Ba.
	Dureza (Mols): 4½.
	ENXOFRE
	Cor: Amarelada;
Transparência: Opaca;
Forma da superfície: agulha;
Densidade: 1,96 g / cm3 a 20º
	Fórmula: S8 
Solubilidade: insolúvel em água e muito solúvel em Sulfeto de Carbono;
	Frágil, leve e mole.
	ESTEATITA (TALCO)
	Cor: Verde pálido, amarelo ou cinza esverdeado;
Transparência: Translúcido à opaco;
Densidade: 2,7 – 2,8 g / cm3 
	Fórmula: Mg6(Si8O20)(OH)4
	Dureza (mols): 1 (baixa dureza)
APLICAÇÕES
O enxofre (tanto monoclínico e ortorrômbico) é utilizado em várias produções industriais, tais como a produção de ácido sulfúrico, vulcanização da borracha e produção de pólvora., além das propriedades fungicidas e fertilizantes, aproveitadas pela indústria de produtos desta natureza. Os sulfitos podem ser utilizados como branqueador de papel e para a conservação de bebidas alcoólicas.
Podendo ser encontrado no espodumênio, possuindo teores que situam entre 6,59% e 7,33%, o lítio desperta interesse na indústria tecnológica por ser possível seu uso nageração de energia nuclear, mais especificamente na fusão nuclear controlada, além disso, ele também é usado em conjunto com outros compostos na indústria aeronáutica, por apresentar boa resistência e ao mesmo tempo ser leve.
A esteatita, ou pedra sabão é comumente utilizada como isolante elétrico, na indústria de papel, sabão, cerâmica, produto medicinal, branqueador, etc.. Também em virtude da alta capacidade de absorção de calor e liberação lenta e uniforme, a pedra pode ser fonte de calor, sem chama, enquanto permanece isenta de perigo ao toque.
CONCLUSÃO
Como protagonista do sistema monoclínico, os minerais são os materiais que basicamente compõe esse grupo. O instituto de mineralogia de Hudson catalogou e classificou mais de 1000 minerais pertencentes a esse sistema. As propriedades dos materiais são definidas pelo conjunto de níveis: subatômico (ex: eletronegatividade), atômico (ex: tipo de ligação química) e microscópico (arranjo atômico correspondente a estruturas cristalinas e não cristalinas), fazendo-se necessário o conhecimento da microscopia de cada material para o emprego correto na área da engenharia. Considerando a quantidade de materiais sólidos conhecidos que recebem a subclassificação de estrutura monoclínica, neste trabalho foi ilustrado um paralelo de materiais que assumem este arranjo atômico: espolumeno para extração de lítio utilizado em baterias, a pedra sabão aplicada como revestimento e a jadeíte comercializada como pedra preciosa, evidenciando que o conceito monoclínico assume para cada composto um emprego irregular em indústrias e um variado valor de comercialização.
REFERÊNCIAS
Callister Jr., W.D., Ciência e Engenharia dos Materiais, uma Introdução, 7ª Edição, Ed. Guanabara, 2008.
"SCHUMANN, Walter. Gemas do Mundo Trad. Rui Ribeiro Franco & Mário del Rey. Rio de Janeiro, Livro Técnico, 1982. 254p. il. p. 16-17"
BRANCO, P. Moraes; SERVIÇO GEOLÓGICO DO BRASIL. Sistemas Cristalinos. 18 ago 2014. Disponível em < http://www.cprm.gov.br/publique/Redes-Institucionais/Rede-de-Bibliotecas---Rede-Ametista/Canal-Escola/Sistemas-Cristalinos-1279.html) ""Serviço geológico do Brasil.>
Acesso em: 05/04/2017.
OUTREACH PROJECT OF THE HUDSON INTITUTE OF MINERALOGY – Mindat. Org . Minerals in the Monoclinic crystal system. 1993-2017. Disponível em < https://www.mindat.org/system_search.php?c=Monoclinic>
Acesso em: 05/04/2017.
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SÃO PAULO - Espodumêmio – Fábio Braz Machado. Disponível em < http://www.rc.unesp.br/museudpm/banco/silicatos/inossilicatos/piroxenios/espodumenio.html >
Acesso em: 09/02/2017
LOPES, J. T de Barros. Estrutura e propriedade dos materiais. Ago. 2011. Disponível em <https://jorgeteofilo.files.wordpress.com/2011/08/epm-apostila-capitulo031.pdf> 
Acesso em: 09/04/2017