cobre e fluor Maisa Fraga, Mila, Vanessa.

Cobre

Mapa da chave 29 63,54 2.595 1.083 8,96 2,1 Cu Cobre

Amostra de cobre.

O cobre é um dos poucos metais que ocorrem na natureza em estado puro. Na antiguidade era considerado precioso, embora de menor valor que o ouro e a prata. A simplicidade de seu tratamento metalúrgico permitiu uma produção elevada já antes do quarto milênio anterior à era cristã. Desde então, sofreu progressivas desvalorizações, até que a telefonia e a eletricidade restabelecessem seu consumo, no início do século XX.

Propriedades físicas e químicas:

O cobre é um elemento químico metálico, vermelho-amarelado, de símbolo Cu (do latim cuprum), tem densidade 8,9 e funde-se a 1.084º C. Possui dois isótopos estáveis, de massa 63 e 65, e nove radioativos, de massa, 58, 59, 60, 61, 62, 64, 66, 67 e 68. Cristaliza no sistema cúbico e não possui formas alotrópicas.

Apresenta-se em compostos estáveis de valência 1 (cuprosos) e 2 (cúpricos). Não é atacado pelo ar seco, mas em ar úmido que contenha dióxido de carbono forma-se uma camada protetora esverdeada de carbonato básico (azinhavre). Dissolve-se bem no ácido nítrico, mas não é atacado a frio pelos ácidos clorídrico e sulfúrico; a quente, produz com esses ácidos, respectivamente: cloreto cuproso e sulfato de cobre. O cobre forma dois óxidos: óxido cuproso (Cu₂O), e óxido cúprico (CuO).

Ao ar, recobre-se de uma camada de carbonato básico. o azinhavre. Como esse corpo é tóxico, os utensílios de cobre usados na cozinha devem ser estanhados ou mantidos limpos. O cobre é facilmente atacado pelo ácido nítrico. Como esse corpo é tóxico, os utensílios de cobre usados na cozinha devem ser estanhados ou mantidos limpos. O cobre é facilmente atacado pelo ácido nítrico.

À exceção da prata, é o metal que melhor conduz eletricidade. Destaca-se também por sua elevada condutividade térmica, o que faz com que, devido a sua resistência à deformação e à ruptura, ele seja matéria-prima preferencial para a fabricação de cabos, fios e lâminas. É também maleável e dúctil, pois pode ser estirado sem quebrar. Por meio de tratamentos metálicos, como a laminação e o chapeamento, pode-se aumentar sua dureza.

Entre os compostos cuprosos, nos quais o cobre é univalente, citem-se o óxido Cu₂O, vermelho, que serve para colorir vidros, e cloreto CuCl, cuja solução no amoníaco é reativo do acetileno. Entre os compostos cúpricos, mais importantes, nos quais o metal é divalente, citem-se o óxido CuO, negro, que serve para colorir vidros de verde, e o sulfato CuSO₄, azul, empregado na eletrometalurgia, em galvanoplastia, em pintura e em agricultura (caldas bordalesas, para a vinha).

Obtenção:

Descoberto no período neolítico, por volta de 8000 a.C., o cobre tem certa de noventa por cento das reservas mundiais localizadas em quatro regiões: (1) vertente ocidental dos Andes (Chile e Peru); (2) montanhas Rochosas e área dos grandes lagos, nos Estados Unidos; (3) planalto central africano (Zaire e Zâmbia); (4) escudo pré-cambriano do centro da América do Norte (Canadá e estado do Michigan, Estados Unidos). Entre as minas destacam-se as de sulfetos (pirita e calcopirita), de óxidos (cuprita e melaconita) e de carbonatos (malaquita).

Os minérios de cobre aparecem misturados com diversos tipos de materiais rochosos sem valor comercial, a ganga, da qual devem ser separados. Para isso, são submetidos inicialmente a um processo de moagem e pulverização. Em seguida, de acordo com o tipo de minério, aplicam-se diferentes processos de contração do material.

Embora existente em numerosos minérios oxidados ou sulfurados, é a partir da calcopirita CuFeS₂ que o cobre é extraído. Operações de refinação, seja térmica, seja eletrolítica, permitem atingir uma pureza corrente superior a 99%. O cobre é utilizado na produção de 80% em estado puro ou fracamente ligado (menos de 1% de elementos) — em virtude de sua elevada condutibilidade elétrica e térmica, de sua boa resistência a certas corrosões e de sua facibilidade de moldagem e junção — na construção elétrica (motores, material), no transporte de eletricidade (cabos, barras, condutores), na construção (cenalizações), na fabricação de automóveis e de eletrodomésticos.

No caso mais comum, que é dos sulfetos, o método empregado é a flotação, que consiste em verter o mineral moído sobre água com resina de creosoto e um agente químico orgânico. Uma vez concentrado o metal, elimina-se o enxofre, por ustulação num forno, de onde esse elemento desaparece parcialmente em forma de gás. Acrescenta-se em seguida minério de ferro para formar escória com as impurezas.

É também possível processar a fusão do cobre mediante a adição de quantidades adequadas de cal. Com isso forma-se a chamada nata de cobre, que em estado líquido transita para um conversor; neste, o ferro e o enxofre que acompanham se oxidam, dando lugar ao cobre blister que, quando depositado e solidificado, apresenta superfície empolada, cor preta e um teor de impurezas da ordem de dois por cento. O blister é refinado, em seguida, para eliminar essas impurezas. Por fim, procede-se à decomposição por passagem de corrente elétrica, ou eletrólise de grandes blocos de cobre blister e recolhe-se o elemento quimicamente puro no cátodo (pólo negativo). No leito eletrolítico aparecem ouro e prata como subprodutos.

Aplicações:

Emprega-se cobre principalmente na transmissão elétrica e na telefonia. Suas propriedades elétricas são melhor aproveitadas quando é empregado em estado puro, mas as propriedades mecânicas e a inalterabilidade são melhores nas ligas com zinco, estanho, chumbo, níquel, etc.

As numerosas ligas de cobre são utilizadas na maioria das indústrias, em conseqüência da sua variedade de suas propriedades: os latões (ligas de cobre e zinco), que é uma das principais ligas de cobre, são moldados e trabalhados facilmente (barras, perfilados, laminados); os bronzes (ligas de cobre e estanho) têm interessantes qualidades de fundição, associadas a suas características mecânicas de atrito (fundições, peças mecânicas); os cuproalumínios assim como os cuproníqueis resistem bem à oxidação e a certos agentes corrosivos. Aplicações particulares são também reservadas às ligas monel, argentão e outras cuproligas (cromo, manganês, berílio, silício). O bronze, uma das principais ligas conhecidas, compõe-se de cobre e estanho.

Flúor

Mapa da chave 918,9984 -288,2 -219,6 1,505 -1 F Flúor

Fluorita, principal fonte de flúor.

No século XVII, o pesquisador e geólogo alemão Georgius Agricola mencionou, em seus estudos sobre matais, a existência de um mineral que denominou fluor lapis (pedra fluida) graças à propriedade de fundir-se a temperaturas relativamente baixas. Esse mineral, antes chamado de espatoflúor e hoje conhecido como fluorita, constitui a fonte principal do flúor.

Flúor é um elemento químico, de símbolo F, pertencente ao grupo dos halogênios, ou VIIa da tabela periódica, juntamente como o cloro, bromo iodo e astato. Descoberto por Carl Wihelm Scheele em 1771, o gás flúor (F₂) foi isolado pela primeira vez em 1886 por Henri Moissan, por meio da eletrólise do ácido fluorídrico anidro, rico em fluoreto ácido de potássio, processo ainda hoje empregado industrialmente na obtenção desse gás. Encontrado em pequenas quantidades na água do mar, nos ossos, nas unhas e dentes de animais, o flúor ocorre na natureza como fluoreto de cálcio (CaF₂) na fluorita e, como fluoreto de sódio e alumínio (Na₃AlF₆) na criolita.

Apresenta-se como um gás amarelo-esverdeado, de odor irritante e propriedades tóxicas. É o mais eletronegativo e o mais reativo de todos os elementos químicos. Sua extrema reatividade, que se traduz em forte tendência à formação de compostos, atribui-se à facilidade com que se atrai elétrons e ao ser reduzido tamanho de seus átomos. Combina-se com todos os demais elementos químicos, exceto o hélio, o argônio e o criptônio. A manipulação do flúor é problemática, já que substâncias como madeira, o vidro e amianto são prontamente corroídos por ele.

Seus derivados inorgânicos mais comuns são o fluoreto de sódio (NaF) utilizado como preventivo das cáries dentárias, e os fluoretos de sódio e hidrogênio (NaHF₂), de potássio (KF), de prata (AgF), de boro (BF₃), de antimônio (SbF₃) e de enxofre (SF₆), entre outros seus compostos orgânicos, destacam-se os freons, entre os quais o freon-12 ou dicloro-diflúor-metano (CF₂Cl₂), gás refrigerante não tóxico, utilizado na maioria dos refrigeradores domésticos. A administração tópica de fluoreto de sódio e a fluoretação da água são eficazes na prevenção da cárie dentária.