Q.T 3 GRUPO

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1.Introdução
Neste trabalho de pesquisa da cadeira de Química Técnica iremos abordar assuntos relacionados aos metais principais usados na indústria e ligas metálicas. Metais são elementos químicos sólidos a temperatura ambiente (excepto o mercúrio), alem de serem bons condutores electricidade e calor. A maioria dos metais é forte, dúctil, e maleável, e, em geral, de alta densidade.
Possuem um grande número de electrões livres; ou seja, estes electrões não são ligados a nenhum átomo em particular. Muitas das propriedades dos metais estão directamente ligados a estes electrões. Metais são os materiais estruturais primários de toda a tecnologia, e inclui um grande número de ligas.
2.Objectivo
Fazer um estudo dos principais metais, ligas metálicas existentes, levando-se em conta aos métodos de produção.
3.Metais Importantes para indústria
Os principais metais industriais mais importantes são: Alumínio, Zinco. Ferro, Ouro, Prata, Cobre, Chumbo, Magnésio.
Alumínio
Obtém-se a partir de um minério, a bauxite. - A bauxita contém de 35% a 55% de óxido de alumínio, este mineral é extraído da natureza e através dele se obtém a Alumina (produto intermediário que leva à produção de Alumínio). A Alumina possui fórmula Al2O3, a alumina precisa passar por uma purificação, é então dissolvida em soda cáustica e logo após passa por uma filtração. Um pó branco de alumina pura é obtido e enviado à Redução (obtenção de alumínio através de electrólise) 
 Aplicações: É frequentemente utilizado no revestimento de espelhos de telescópio, bem como no fabrico da chamada folha de alumínio, utilizada na embalagem de alimentos.
Zinco
Ocorre na natureza sob forma de calamina ZnCO3 e sulfureto ZnS (blenda). 
A obtenção do zinco faz-se por via seca, através da redução do óxido de zinco obtido por calcinação da blenda ou utilizando carvão em mufla, formando-se vapor de zinco, que se destila e condensa em recipientes apropriados. 
 Aplicação. É usado sobretudo na galvanização do aço ou ferro (protecção contra corrosão).
Ferro
O ferro é encontrado em numerosos minerais, destacando-se:
A hematita (Fe2O3), a magnetita (Fe3O4), a limonita (FeO(OH)), a siderita (FeCO3), a pirite (FeS2) e a ilmenita (FeTiO3).
Pode-se obter o ferro a partir dos óxidos com maior ou menor teor de impurezas. Muitos dos minerais de ferro são óxidos.
A redução dos óxidos para a obtenção do ferro é efetuada em fornos denominados alto forno. Nele são adicionados os minerais de ferro, em presença de coque, e carbonato de cálcio, CaCO3, Os principais minérios de ferro são a hematite (Fe2O3), a magnetite (Fe3O4), a limonite (Fe2O3.H2O) . Os compostos de ferro mais vulgares na Natureza são a pirite (FeS2) e a ilmenite (FeO.TiO2), mas não são adequados para a extracção do metal. 
Aplicação: O ferro é aplicado, na construção metálica. 
Ouro
Encontra-se na natureza no estado livre em forma de grãos pequenos e em pequenas quantidades nos sulfuretos de ferro, chumbo e cobre.
O ouro é extraído por um processo denominado lixiviação que e extracção do ouro dos minérios com ajuda de cianeto de potássio e mercúrio (substâncias tóxicas). Esta prática provoca graves problemas ambientais.
Aplicações: o ouro é utilizado como moeda de troca. As maiores aplicações não monetárias deste elemento são decorativas e funcionais. Os usos decorativos incluem a joalharia, adornos religiosos, etc. 
Prata
Na natureza existe menor que cobre cerca de 10-5% (massa), obtido a partir do seu principal mineral é a argentite (Ag2S).
Aplicações: na prática a prata pura quase não se aplica devido a sua maciez, ela e fundida com cobre para fabrico de artigos de vida doméstica (jóias, moedas, etc,)
Cobre
O teor total do cobre na crosta terrestre e relativamente pequeno a 0.01%.E extraído dos minérios que Ocorrem na natureza sob forma de: (sulfetos)– calcocina (Cu2 S). Covelina (CuS); calcopirita (CuFe S2); e minerais como a malaquita (CuOH)2C3
Aplicações: é usado sobre tudo como metal condutor (fios e cabos). Outras aplicações: motores eléctricos, cunhagem de moedas, (com níquel), e tubos de condensadores, etc.
Chumbo
O teor de chumbo na crosta terrestre constitui cerca de 0,0016% (massa). O minério mais importante a partir da qual se obtém o chumbo e a galena (PbS), que se submete a calcinação.
PbS + 3O2 ----- 2 PbO +2SO2 
O oxido de chumbo III obtido e submetido a fundição na presença de coque produzindo chumbo bruto com impurezas e depois e purificado.
Magnésio
Na natureza encontra-se em carbonato de magnésio, formando minerais magnesita(MgCO3) e dolomita (MgCO3.CaCO3). É obtido pela electrólise a que são submetidas as massas fundidas de cloreto de magnésio.
Aplicado para obtenção de diferentes ligas leves, na metalurgia.
4.Ligas metálicas
4.1.Definição
Liga é a substância resultante da mistura de dois ou mais elementos, entre os quais pelo menos um é metal. Na maior parte das vezes recorre-se à liga para dar aos metais determinadas propriedades mecânicas, térmicas, eléctricas, magnéticas ou anticorrosivas.
4.2.Classificação 
As ligas metálicas podem ser classificadas em ligas ferrosas e ligas não ferrosas. 
As ligas ferrosas são as que apresentam o ferro (Fe) como constituinte principal. Alguns exemplos: aço , aço inoxidável, ferro fundido.
As ligas não ferrosas são as que não apresentam o ferro como principal constituinte. Alguns exemplos: Latão, bronze, Zamac.
5.Processo de obtenção 
As ligas metálicas podem ser obtidas por diversos processos:
Processos da fusão
Fundem-se quantidades adequadas dos componentes da liga, a fim de que estes se misturem perfeitamente no estado líquido. A fusão é feita em cadinhos de ferro, de aço ou de grafite em fornos eléctricos. A massa fundida, homogénea, é resfriada lentamente em formas apropriadas. São tomadas precauções especiais para evitar a separação dos componentes da liga durante o resfriamento, para evitar a oxidação dos metais fundidos, para minimizar as perdas dos componentes voláteis, etc. Esse processo também pode ser efectuado na superfície de um corpo. Assim, mergulhando-se folhas de ferro em estanho fundido, forma-se na sua superfície uma liga de ferro e estanho. Obtém-se, assim, a folha-de-flandres, também chamada lata.
Compressão
O processo de compressão consiste em submeterem-se misturas em proporções adequadas dos componentes a altíssimas pressões. Esse processo é de importância na preparação de ligas de alto ponto de fusão e àquelas cujos componentes são imiscíveis no estado líquido.
Processo de Metalurgia Associada
O processo de metalurgia associada consiste na obtenção de uma liga constituída de dois ou mais metais, submetendo-se ao mesmo processo metalúrgico uma mistura de seus minérios. 
Oxidação
A maioria dos metais tende a se oxidar quanto expostos ao ar, especialmente em ambientes húmidos. Entre os vários procedimentos empregados para evitar ou retardar a corrosão, os mais comuns são a aplicação de pinturas protectoras, a formação de ligas com outros elementos que reduzam ou eliminem tal propensão e a conexão a pólos eléctricos que impeçam a ocorrência do fenómeno. É interessante o caso do alumínio, que, em presença do oxigénio, forma uma delgada película de óxido que detém a oxidação.
 6. Principais ligas metálicas	
 Ferro fundido
 E uma liga de ferro e carbono com teor de carbono acima de 2,14%, os produtos são obtidos pelo processo fundição em moldes de areia ou matriz.
Aço
Liga de ferro e carbono . Com resistência à tracção elevada, pode ser utilizada em peças que sofrem elevada tracção como, por exemplo, em pontes e construções. Apresentam teor de carbono abaixo de 1%.
Aço inoxidável
 Liga de ferro, carbono, cromo e níquel. Por não sofrer oxidação, é amplamente utilizada em equipamentos para indústria, na fabricação de utensílios domésticos e peças de carros.
Latão
Liga de zinco e cobre com percentagens deste último entre 3% e 45%.São resistentes à corrosão, inclusiveà água do mar. É utilizada em torneiras, navios, armas, e devido a sua flexibilidade também é utilizado na fabricação de instrumentos musicais.
Latão vermelho – contém 20% de zinco, é muito maleável e pode ser convertido em láminas finíssimas.
 Latão amarelo – contém de 20% a 40% de zinco e utiliza-se sobretudo no fabrico de peças de maquinaria. 
 Latão branco – levemente corado de amarelo, contém 80% de zinco e é quebradiço, pelo que só pode ser usado em fundição.
Bronze 
Liga de cobre e estanho. O estanho aumenta a resistência mecânica e a dureza do cobre. Possui também elevada resistência à corrosão. É utilizada para fabricar moedas, estátuas, sino, entre outros. O teor em estanho de um bronze pode ser avaliado rapidamente pela coloração da liga, sendo vermelha como o cobre quando contém cerca de 5% de estanho, amarelo-ouro com 13% passando por branca, cinza-azul e por fim cinza de estanho, conforme cresce o teor de estanho.
Amálgama 	
Amálgama é o termo com que se designa todo tipo de liga metálica em que um dos componentes é o mercúrio.70% de mercúrio, 3% de cobre, 1% de prata, 26% de estanho.
As ligas para amálgama contêm uma quantidade de prata maior do que dois terços em sua composição, assegurando uma cristalização em tempo adequado e promovendo uma boa resistência na massa. A prata aumenta a resistência mecânica e retarda a perda do brilho e oxidação da amálgama; aumenta sua expansão de presa e diminui o escoamento. O excesso de prata pode provocar expansão em demasia, porém, sua falta acompanhada de aumento da quantidade de estanho, provoca a contracção da amálgama.
 Devidas as suas propriedades físicas e mecânicas aumentando a durabilidade e êxito destas restaurações. E usado na medicina por maior parte dos pacientes (odontologia), pelas restaurações estéticas, contudo, a confiabilidade, durabilidade e sucesso clínico comprovado, faz com que a amálgama ocupe ainda hoje um lugar de destaque dentro da odontologia restauradora.
Zamac 
Liga de zinco, alumínio, magnésio e cobre. Possui boa resistência à tracção, corrosão e choques. 
Dentre todas as ligas de metais não ferrosos, o zamac é uma das que possuem maior utilização, devido às suas propriedades físicas, mecânicas e à fácil capacidade de revestimento por eletrodeposição (banho de cromo, níquel, cobre e ouro). O seu baixo ponto de fusão (aproximadamente 400°C) permite uma maior durabilidade do molde, permitindo uma maior produção de peças em série fundidas. 
A presença de alumínio serve para inibir o ataque dos metais ferrosos (o zinco possui forte tendência para atacar o aço), para afinar a granulação e tornar a liga mais resistente, e também para melhorar sua fluidez enquanto fundida. 
Aplicação: É utilizada em fechaduras, brinquedos, Fivelas para cintos e calçados; rebites e enfeites para bolsas; fechaduras residenciais e industriais; carcaças de liquidificadores, batedeiras e ventiladores, dobradiças de refrigeradores, componentes de relógios, grades de rádio e televisores; entre outras peças e componentes diversos.
Alpaca	
O seu nome significa metal branco, também conhecido como prata alemã, Devido ao seu brilho e coloração parecida com as de prata.
As ligas que contem mais de 60% de cobre são monofásicas e são caracterizadas pela sua ductibilidade e pela facilidade com que podem ser trabalhadas a temperatura ambiente. A adição de níquel confere-lhe uma boa resistência nos meios corrosivos. Sua composição mais usual nas industrias e de 65% de cobre 18% de níquel e 17% de zinco.
Aplicação aplica-se no fabrico de moedas, talheres, zipe.
7. Conclusão 
Depois de ter concluído o trabalho de pesquisa, reflectimos em torno da aplicabilidade dos metais e as ligas que eles formam.
Concluímos que metais utilizados pela indústria raramente apresentam todas as características desejadas para uma aplicação específica. Caso seja muito quebradiço, ou muito mole, ou pouco resistente à oxidação, busca-se obter uma liga com outro elemento que resulte num material de maior resistência mecânica, duração ou outra qualidade desejável. Por apresentarem propriedades e características físicas mais satisfatórias que as de seus componentes, as ligas têm importância primordial na indústria metalúrgica.
8.Bibliografia
1.N.GLINKA ,Quimica geral. Volume 2, editora Mir Moscovo. 1984
2. .Prof. Cristina Soromenho Química 12 ano, metais e ligas metálicas. Acessado a 9 de Setembro de 2016.
3 Paula, Camila Salgado. «Ligação metálica» .G1 . Globo Educação. Consultado em 12 de Setembro de 2016. 15:50min - http://educacao.globo.com/quimica/assunto/ligacoes-quimicas/ligacao-metalica.html