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Cobre

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Cu
Cobre

Amostra de 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.

 

 

 

 

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