Obtenção metais

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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 
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Metais na Tabela Periódica
 A maioria dos elementos são metais
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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
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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
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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+
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Minério ! Escória + 
Metal Bruto
purificação
A escória deve: 
- ter baixo PF; 
- ser imiscível com o 
metal; 
- ter baixa densidade.
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Redução de óxidos metálicos
ΔGo = ΔHo – T ΔSo
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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
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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
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Diagrama de Ellingham, 
1944 
J. Soc. Chem. Ind. 
(London) 63: 125.
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Diagrama de Ellingham
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ΔS’o semelhantes
óxidos mais 
estáveis
óxidos menos 
estáveis
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Redução de óxidos por 
decomposição térmica
Aquecê-lo até que ΔG’odec 
seja < 0 (ΔG'of > 0)
só aplicável a 
metais nobres
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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 )
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Redução de óxidos 
com H2
Obtém-se metais muito 
puros e f inamente 
divididos
H2(g) + PbO(s) ! 
Pb(s) + H2O(g) ?
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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)
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T < 983 K: CO/CO2
T > 983 K: C/CO 
que pode ir a CO2
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Metais cujos óxidos são muito estáveis (ΔG'of bastante 
negativos) : eletrólise 
(mais tarde)
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Redução de haletos metálicos
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Purificação de metais
Ni(s) + 4 CO(g) ! Ni(CO)4(g)
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Eletrólise em solução/ígnea
Se εredM > εred H2O
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Obtenção de alguns metais
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