Eletroquimica Corrosao Aula 7

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16/02/2018
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Técnico em Química
Eletroquímica Corrosão
Prof. Edil Lins
Aula 7
Alumínio
O alumínio é obtido por meio de processos metalúrgicos. A
metalurgia é uma área que estuda a transformação de minérios
em metais ou em ligas metálicas. Vários metais são obtidos por
esse método, tais como o cobre, o titânio, o ferro e o manganês.
No caso do alumínio, o principal minério utilizado é a bauxita
,que contém óxido de alumínio hidratado (Aℓ2O3 . x H2O) e
diversas impurezas.
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Propriedades do Alumínio
• Leveza ~ 1/3 do aço
Resistência‐ > quanto < Temperatura
Elasticidade
Plasticidade
Resistente à corrosão – Camada natural de 
proteção
Bom condutor – Próxima a do Cu
De expansão linear
Não Magnético 
Bom Refletor 
Processo de produção do Alumínio
• O Alumínio é produzido a partir da bauxita.
• Seu processo de fabricação pode ser divido 
em 3 etapas que ilustraremos a seguir: 
MINERAÇÃO, REFINARIA E REDUÇÃO.
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Processos de produção do Alumínio
Refinaria
Dissolução da alumina em 
soda cáustica;
Filtração da alumina para 
separar o material sólido;
O filtrado é concentrado para 
a cristalização da alumina;
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Refinaria
Os cristais são secados e calcinados 
para eliminar a água;
O pó branco de alumina pura é enviado 
à redução;
Na redução, ocorre o processo 
conhecido como Hall‐Héroult, por meio 
da eletrólise, para obtenção do 
alumínio
Redução do Alumínio
A alumina é dissolvida em um banho de criolita fundida e 
fluoreto de alumínio em baixa tensão, decompondo‐se 
em oxigênio;
O oxigênio se combina com o ânodo de carbono, 
desprendendo‐se na forma de dióxido de carbono, e em 
alumínio líquido, que se precipita no fundo da cuba 
eletrolítica;
O metal líquido (já alumínio primário) é transferido para a 
refusão através de cadinhos;
São produzidos os lingotes, as placas e os tarugos 
(alumínio primário).
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Alumínio
Antigamente, fazia‐se o seguinte: tratava‐se a alumina com ácido
clorídrico, para gerar o cloreto de alumínio; que era colocado
para reagir com potássio ou sódio metálicos, causando a redução
do composto e originando o alumínio metálico:
Entretanto, esse método era muito caro e ineficiente, por isso o
alumínio era considerado um metal raro.
Alumínio
• O ponto chave que eles descobriram era como fazer o óxido dealumínio ficar no estado líquido para assim conseguir realizar a suaeletrólise ígnea, pois o problema era que o ponto de fusão dele eraacima de 2000ºC. Eles utilizaram um fundente, o minério criolita(Na3AℓF6), que foi capaz de abaixar a temperatura de fusão doóxido de alumínio para cerca de 1000 ºC.
• Assim, como mostra o esquema abaixo, essa mistura de óxido dealumínio e criolita foi colocada em uma cuba eletrolítica de açorevestida de carbono. Por essa mistura fundida passa uma correnteelétrica. As paredes do recipiente que ficam em contato com amistura funcionam como polo negativo da eletrólise (cátodo), ondeocorre a redução dos cátions de alumínio. Já o ânodo (polopositivo) são cilindros constituídos de grafite ou de carvão, isto é,ambos formados de carbono, onde ocorre a oxidação dos ânions deoxigênio:
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Alumínio
• O oxigênio formado reage com o carbono do ânodo e gera 
também dióxido de carbono:
Alumínio
• De modo que a reação global e o esquema dessa eletrólise
ígnea que dá origem ao alumínio são dados por:
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Alumínio
• O alumínio obtido está na forma líquida, porque o seu ponto defusão é de 660,37 ºC, ou seja, menor que o da mistura de alumina ecriolita. O alumínio também é mais denso que a mistura e, por isso,vai se depositando no fundo do recipiente, por onde é recolhido.
• Na produção de 1 tonelada de alumínio usa‐se:
– 4 a 5 toneladas de bauxita, de onde são extraídas cerca de 2toneladas de alumina;
– 50 quilogramas de criolita (não há muitas reservas naturais de criolita,por isso, ela costuma ser obtida por meio de sua síntese a partir dafluorita (CaF2), um mineral mais abundante na natureza);
– 0,6 toneladas de carvão para os eletrodos.
• Anualmente a produção de alumínio ultrapassa 27,4 milhões detoneladas.
Cloro e Soda Cáustica
• Cloro e Soda Cáustica são preparados pormétodos eletrolíticos, usando‐se cloretos fundidosou soluções aquosas de cloretos de metaisalcalinos.
• Na eletrólise das salmouras, o cloro é produzidono anodo e o hidrogênio, juntamente com ohidróxido de sódio ou de potássio, no catodo.
• Diversos modelos de cubas eletrolíticas foramidealizados, mas são variações de dois tipos:diafragma ou com eletrodo intermediário de
mercúrio.
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Cl2
Cl2
Cl2
Cl2
Cl2
Cl2 H2
H2
H2
H2
H2
SALMOURA
LICOR
NaCl
NaClNaCl
H2O H2OH2O
H2O
NaCl
H2O
H2O
NaOH
H2OH2O
H2O
H2O
NaOHNaOH
NaOH
Cl-
Na+
Na+
Na+ Na
+
Na+
Na+
Na+
H+
CLORO HIDROGÊNIO
NaCl Na+ + Cl-
H2 H2O H+ + OH-
OH-
OH-
Célula de Diafragma
Cloro e Soda Cáustica
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Características Principais
• Processo exige posterior concentração da soda 
cáustica obtida na célula;
• Matérias primas precisam ser de alta pureza; 
• Produtos das células são impuros;
• Segundo processo em utilização no mundo;