Prova M1 Ciência dos Materiais UNIVALI

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UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ – UNIVALI
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR – CTTMAR - CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
CIÊNCIA DOS MATERIAIS - 5º PERÍODO
Profa. Katia Franklin – katiab@univali.br
Acadêmico (a): Willian Pagliari Wachs Ammann Data: 03/04/2017
Postar individualmente no material didático até as 22h e 30 min.
QUESTÕES AVALIATIVAS REFERENTES A M1 
Baseado no texto, responder:
Quais as propriedades químicas e físicas do Estanho?
O estanho apresenta dois alótropos: o estanho branco e o estanho cinza.
O estanho branco possui uma estrutura cristalina tetragonal de corpo centrado em temperatura ambiente, em estado sólido brilhante branco prateado, maleável e moderadamente dúctil e é um bom condutor. Já o estanho cinza é uma estrutura, que quando resfriada a uma temperatura abaixo de 13,2º C, apresenta uma estrutura cúbica semelhante ao diamante, em estado sólido cinza escuro não metálico na forma de pó e é um sem condutor.
Quais as principais ligas formadas com Estanho?
As principais ligas de estanho são: bronze, metal de sino , metal Babbitt (branco), liga de carcaça, peltre (estanho, antimônio, cobre e chumbo), bronze fosforoso, solda macia, e metal branco.
Representar com desenho o átomo de Estanho, identificando a quantidade de prótons, elétrons e nêutrons.
Sn = Prótons - 50 / Elétrons - 50 / Neutrons – 69
Qual o tipo de estrutura cristalina do Estanho β e do Estanho α? Pode ser representada por desenho.
Estanho β (branco): possui uma estrutura cristalina tetragonal de corpo centrado em temperatura ambiente.
Estanho α (cinza): possui uma estrutura, que quando resfriada a uma temperatura abaixo de 13,2º C, apresenta uma estrutura cúbica semelhante ao diamante.
De quantos graus são os ângulos que formam a estrutura cristalina do Estanho?
Estanho α (cinza): Tetragonal: lados: a = b ≠ c / ângulos: α = β = γ = 90°.
Estanho β (branco): Cúbico: lados: a = b = c / ângulos: α = β = γ = 90°.
Qual o número de coordenação na estrutura cristalina do Estanho β e do Estanho α ?
Número de Coordenação: Estanho α (cinza): 12 / Estanho β (branco): 8.
De acordo com o texto, argumentar:
O que significa alotropia de um elemento químico?
É a capacidade de um elemento químico formar diferentes substâncias simples. Essas substâncias, denominadas formas alotrópicas, diferem-se entre si no que diz respeito a suas estruturas cristalinas ou atomicidade e, por causa desses fatores que podem parecer apenas detalhes, as características e propriedades das substâncias em questão podem ser tornar completamente diferentes.
O que significa uma diminuição da massa específica de 7,30g/cm³ para 5,77g/cm³ na transformação do Estanho branco em Estanho cinza?
O aumento do volume mantendo a mesma massa faz com que a massa específica diminua. (μ: m/V)
Desenvolver um argumento científico (dedutivo ou indutivo) para explicar a chamada “doença do Estanho”.
A doença do estanho, teve origem através da corrosão dos botões das roupas dos soldados russos contra o exército francês. Como os botões eram feitos de estanho, e o estanho é um elemento alotrópico, ao serem colocados a temperaturas baixas do frio do leste europeu, eles se desintegraram. A única dúvida é quanto ao grau da pureza de que eram feitos os botões, e o quão frio estava, mesmo perto do calor humano, pois sabe-se que abaixo de 13,2ºC quanto mais baixo a temperatura, mais rápida sua desintegração.
Entre quais elementos está o Estanho na ordem de reatividade de metais?
É o oitavo elemento menos reativo na Ordem de Reatividade.
(Ouro < platina < prata < mercúrio < cobre < hidrogênio < chumbo <estanho...)
As questões a seguir são de caráter geral:
Citar alguns critérios que um engenheiro deve se basear para a escolha do melhor material para um determinado fim. Simule a fabricação de um martelo evidenciando os compostos da matéria prima, as propriedades químicas dos materiais usados, as etapas do processo e o uso adequado que é de sua escolha.
Para a escolha do melhor material observa-se para que ele vai ser utilizado, como por exemplo, se ele vai precisar ser resistente ou talvez, isolante elétrico. Deve-se observar também as características desse material, se ele vai servir para este objetivo. Inclui-se muitos fatores após a escolha de um determinado fim, como não fácil corrosão, leveza, resiliência, custo dos componentes, facilidade de manuseio entre outros.
 
O martelo de bola é similar na estrutura a um martelo doméstico comum, mas no lugar de uma garra, sua cabeça é redonda. Esses martelos são usados para tarefas específicas na ferraria e funilaria. Os martelos de bola também são usados para consertar amassados em carros na parte de metal.
Sua cabeça em aço carbono forjado, com têmpera nas faces de impacto, base e bola polidas e cabeça envernizada, fixação da cabeça com o cabo por cunha metálica, cabo em madeira envernizada, cabo mais longo, possibilitando maior ergonomia e melhor equilíbrio e controle.
Descrever como ocorrem as ligações entre os átomos, citando um exemplo de cada tipo.
Ligação Metálica: É estabelecida entre os átomos de um único elemento metálico. Esse tipo de ligação ocorre apenas entre os átomos de um único metal e exclusivamente porque um metal não pode estabelecer ligação química com outro elemento metálico diferente. Exemplo: Aço: liga de ferro (Fe) e carbono (C) .
Ligação Iônica: A ligação iônica ocorre com formação de íons, que se associam por atração eletrostática. Ocorre entre metal, que tem tendência a perder elétron, e um não metal, que tem tendência a receber elétrons. Exemplo: Cloreto de sódio (NaCl), formado pelos elementos sódio (Na) e cloro (Cl).
Ligação Covalente: É estabelecida quando há o compartilhamento de um ou mais pares de elétrons entre os átomos, com a finalidade de formar moléculas estáveis, que segundo a Teoria do Octeto: "um átomo adquire estabilidade quando possui 8 elétrons na camada de valência (camada eletrônica mais externa), ou 2 elétrons quando possui apenas uma camada". Exemplo: Água, formado por duas moléculas de Hidrogênio (H) e uma de oxigênio (o).
As moléculas interagem com outras moléculas por forças que incidem formando uma rede de ligações. Quais são as forças intermoleculares que explicam a formação dos compostos.
As forças intermoleculares, como o próprio nome já diz, são aquelas existentes entre moléculas e são responsáveis por mantê-las unidas na formação dos diferentes compostos, elas se classificam em: Forças dipolo-dipolo, Força dipolo-induzido e 
Ligações de hidrogênio. 
Forças dipolo-dipolo: são aquelas presentes em compostos polares.
Força dipolo-induzido: interação causada pelo acúmulo de elétrons em determinada região da molécula. Neste caso a força é induzida para um determinado pólo (δ + ou δ-). 
Ligações de hidrogênio: interação mais intensa que ocorre entre moléculas contendo átomos de hidrogênio ligados a átomos de nitrogênio, flúor e oxigênio. Estes átomos são muito eletronegativos, por isso a interação fica mais forte e deixa os pólos δ + e δ- mais acentuados
O que são sólidos cristalinos e como se classificam? O que são sólidos amorfos? Use exemplos para elucidar.
Sólidos Cristalinos são conjuntos de propriedades que resultam da forma como estão espacialmente ordenados os átomos ou moléculas que o constituem. Apenas os sólidos cristalinos exibem esta característica, já que ela é o resultado macroscópico da existência subjacente de uma estrutura ordenada ao nível atómico, replicada no espaço ao longo de distâncias significativas face à dimensão atómica ou molecular, o que é exclusivo dos cristais. São classificados como: metais e ligas metálicas; cristais iônicos; cristais covalentes; cristais moleculares.
Sólidos Amorfos é a ausência de um padrão de cristalização. Entre eles destacam-se os plásticos, os vidros, os sabões, as parafinas e muitos outros compostos orgânicos e inorgânicos. A disposição interna dos componentes materiais dos sólidos amorfos é em grande parte aleatória,semelhante à dos líquidos, que mantêm fixas, contudo, as distâncias de suas ligações moleculares. A propriedade mais destacada dos sólidos amorfos é a falta de um ponto fixo de fusão, de modo que sua passagem para o estado líquido se verifica ao longo de um intervalo de temperaturas durante o qual adoptam o chamado estado plástico. Algumas das aplicações dos vidros e dos materiais plásticos derivam de sua qualidade de serem facilmente moldáveis quando submetidos a aumentos de temperatura.
CURIOSIDADES
O estanho é produzido em São João Del- Rey e Tiradentes desde o século XVIII. A utilização deste na confecção de utensílios domésticos e litúrgicos foi muito difundida nessa região desde o período colonial, não só pelo acesso à matéria-prima, mas também pela ausência de objetos de vidro e porcelana na região.
Em 1851, Erdmann observou que tubos de estanho dos órgãos da igreja de Zeitz estavam desfeitos em pó e, mais tarde, verificou que botões de estanho de uniformes militares pulverizaram-se quando armazenados no depósito durante inverno rigoroso. Ainda falando de botões de uniformes militares, Le Courter e Burreson (2003), na introdução do livro Os botões de Napoleão, descrevem uma teoria como causa da derrota de Napoleão no campo de batalha durante o inverno russo de 1812. Segundo a teoria, a transição alotrópica do estanho teria reduzido a pó os botões dos uniformes dos soldados e oficiais do Grande Armée.
Essas soldas clássicas estanho-chumbo são inadequadas dos pontos de vista ambiental e de saúde pública em decorrência da toxicidade do chumbo. Há muitas preocupações com o uso do metal tóxico chumbo devido aos seus efeitos adversos na saúde humana e contaminação do meio ambiente. A intoxicação humana pelo chumbo pode ocorrer por exposição ocupacional e utilização de soldas e, em atividades industriais, por ingestão, inalação ou contato.