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1 METAIS • Sólidos a temperatura ambiente (exceto Hg) • Grandes variações nos PFs: Hg -39°C Cs 28°C Fe 1536°C W 3410°C • Flexíveis • Bons dissipadores de calor • Condutividade elétrica • Nox positivos • Muito bons redutores • Muitos são paramagnéticos 2 Metais na Tabela Periódica A maioria dos elementos são metais 3 Condutividade metálica • Condutividade eletrônica: boa condutividade • Banda de condução • A condutividade diminui com a temperatura Os metais têm alguns elétrons para preencher todos os orbitais que formam a banda, os elétrons podem se mover ! condutividade 4 Metais em compostos Metais têm entalpia de ionização baixa e ocorrem apenas no estado de oxidação positivo A preparação de metais se faz sempre por processos de redução Os mais nobres, também estão disponíveis em forma pura na natureza, os outros como sais, minerais, etc Compostos mais comuns: óxidos, sulfetos, silicatos 5 Estados de oxidação de compostos químicos Estados de oxidação baixos, +1 e +2 Ligações iônicas, formação de sais Exs. BaO + H2O ! Ba2+ + 2 OH- FeO + 2 H+ ! Fe2+ + 2 H2O NaOH ! Na+ + OH- Estados de oxidação elevados, Ligações covalentes, nuvens eletrônicas deformadas Normalmente oxo-ânions, óxidos, fluoretos Exs. VO42-, MnO4-, Ta2O5, RuO4, UF6 Complexos ou óxidos Exs. CrO3 + H2O ! CrO42- + 2 H+ 6 9 10 Minério ! Escória + Metal Bruto purificação A escória deve: - ter baixo PF; - ser imiscível com o metal; - ter baixa densidade. 11 13 Redução de óxidos metálicos ΔGo = ΔHo – T ΔSo 14 ΔGo x T para a obtenção de vários óxidos 2 Na(s) + 1/2 O2 ! Na2O(s) Ca(s) + 1/2 O2 ! CaO(s) 2 Al(s) + 3/2 O2 ! Al2O3(s) Si(s) + O2 ! SiO2(s) ΔSo < 0 inclinações positivas 15 ΔG’o x T para a formação de vários óxidos normalizados para o consumo de 1 mol de O2 4 Na(s) + 1 O2 ! 2 Na2O(s) 2 Ca(s) + 1 O2 ! 2 CaO(s) 4/3 Al(s) + 1 O2 ! 2/3 Al2O3(s) Si(s) + 1 O2 ! SiO2(s) ΔS'o < 0 e iguais!! inclinações positivas 16 Diagrama de Ellingham, 1944 J. Soc. Chem. Ind. (London) 63: 125. 17 Diagrama de Ellingham 18 ΔS’o semelhantes óxidos mais estáveis óxidos menos estáveis 19 Redução de óxidos por decomposição térmica Aquecê-lo até que ΔG’odec seja < 0 (ΔG'of > 0) só aplicável a metais nobres 20 Redução de óxidos com outro elemento Ca(s) + NiO(s) ! Ni(s) + CaO(s) ? Zn(s) + MgO(s) ! Mg(s) + ZnO(s) ? Regra: sempre vai se obter o óxido que estiver mais abaixo (< ΔG'of ) 21 Redução de óxidos com H2 Obtém-se metais muito puros e f inamente divididos H2(g) + PbO(s) ! Pb(s) + H2O(g) ? 22 Redução de óxidos com C/CO C(s) + O2(g) ! CO2(g) 2 CO(g) + O2(g) ! 2 CO2(g) 2 C(s) + O2(g) ! 2 CO(g) 23 T < 983 K: CO/CO2 T > 983 K: C/CO que pode ir a CO2 24 Metais cujos óxidos são muito estáveis (ΔG'of bastante negativos) : eletrólise (mais tarde) 25 Redução de haletos metálicos 26 Purificação de metais Ni(s) + 4 CO(g) ! Ni(CO)4(g) 27 Eletrólise em solução/ígnea Se εredM > εred H2O 28 Obtenção de alguns metais 29 30 31 32 33 34
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