Óxido de Alumínio (Al2O3): Estrutura, Usos, Propriedades

O óxido de alumínio (Al 2 O 3 de fórmula química), também chamado de alumina, óxido de alumínio, trióxido de corindo ou de alumínio, que é um óxido de metal produzido a partir da reacção entre um metal e de oxigénio (O). Também é conhecido como óxido básico, pela facilidade de formar hidróxidos quando eles reagem com a água.

Isso ocorre porque o alumínio encontrado na família IIIA da tabela periódica tem uma tendência a produzir os elétrons do último nível de energia. Essa tendência se deve ao seu caráter metálico e à sua baixa eletronegatividade (1,61 na escala de Pauling), que lhe confere propriedades eletropositivas e o torna um cátion.

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Por outro lado, o oxigênio é um não-metal e é mais eletronegativo devido à sua alta eletronegatividade (3,44 na escala de Pauling). Portanto, tende a estabilizar a energia eletrônica de seu último nível ao aceitar elétrons, o que o torna um ânion.

As ligações formadas são ligações fortes, o que confere ao óxido de alumínio uma grande resistência. Na natureza, o alumínio não é encontrado nativamente como ouro, prata, cobre, enxofre e carbono (diamante).

Isso significa que o alumínio não é combinado com nenhum outro elemento; Esse metal é misturado com compostos formadores de oxigênio, como corindo ou esmeril, que são compostos altamente resistentes e abrasivos.

Fórmula e estrutura química

Fórmula Molecular: Al 2 O 3

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Propriedades físicas

– É encontrado comercialmente como um pó branco, inodoro e não tóxico.

– Como um composto mineral corresponde ao grupo de hematita. É um material muito duro, com alta resistência ao desgaste, sendo usado como material abrasivo.

– Conduz eletricidade com facilidade e também é um bom condutor térmico.

– É resistente a reações com ácidos e bases a altas temperaturas.

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– Pode aparecer em diferentes cores: vermelho ou rubi (onde os íons de alumínio foram substituídos por Cr 3+ ), amarelo, rosa, azul safira, roxo, verde, cinza e até incolor.

– Seu brilho é vítreo ou adamantino (diamante)

– Possui uma faixa branca muito delicada devido à sua dureza.

– Sua dureza na escala de Mohs é 9. Isso significa que pode riscar outros minerais de menor dureza que ele; no entanto, não pode riscar o diamante que tem uma dureza de 10 na mesma escala.

– Sua densidade é de 3,96 g / cm 3

– O seu peso molecular (massa molar) é de 101,96 g / mol.

– Seu ponto de fusão é 2040 ° C.

– O seu ponto de ebulição é 2977 ° C.

– É insolúvel em água.

Propriedades químicas

O óxido de alumínio não reage com a água, a menos que esteja na presença de uma base forte.

No entanto, quando reage com ácidos, ele se comporta como se fosse uma base:

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Também mostra propriedades ácidas ao reagir com bases:

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Embora a água não se forme nessa reação, ela é considerada base ácida porque o Al 2 O 3 neutraliza o NaOH. Portanto, o Al 2 O 3 é classificado como óxido anfotérico, porque possui as duas propriedades: ácida e básica.

Na formação de alcenos e cicloalcenos, uma das formas mais utilizadas no campo industrial e laboratorial é a desidratação de álcoois.

Para isso, o vapor de álcool é circulado em um catalisador de alumina quente ou óxido de alumínio (Al 2 O 3 ); Neste caso, é considerado um ácido de Lewis.

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Usos

– A alumina é usada na indústria para obter alumínio.

– É usado como material cerâmico devido à sua alta resistência à corrosão em altas temperaturas e desgaste.

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– É utilizado como isolante térmico, principalmente em células eletrolíticas.

– Tem a capacidade de absorver água, o que a torna adequada para uso como agente secante.

– É usado como agente catalítico em reações químicas

– Devido à sua alta estabilidade térmica, é utilizado como oxidante em reações químicas realizadas a altas temperaturas.

– Previne a oxidação de terminais catódicos e anódicos em uma célula eletrolítica.

– Devido à sua grande dureza e resistência, é utilizado em odontologia para a elaboração de peças dentárias.

– É um bom isolante elétrico nas velas de ignição de veículos que funcionam com gasolina.

– É amplamente utilizado em moinhos de bolas para a preparação de cerâmicas e esmaltes.

– Devido ao seu peso leve, os processos de engenharia são usados ​​para fabricar aviões.

– Devido ao seu alto ponto de ebulição, é usado para fazer utensílios de cozinha, como frigideiras e refratários.

– É usado na instrumentação de máquinas de teste térmico.

– Na indústria eletrônica é utilizada na fabricação de componentes passivos para interconexão elétrica e na fabricação de resistores e capacitores.

– É utilizado na fabricação de cargas para soldagem.

– O óxido de alumínio é usado no revestimento de óxido de titânio (pigmento usado em tintas e papéis plásticos). Isso evita reações entre o ambiente e esse tipo de pigmento, que não se decompõe nem enferruja.

– É usado como abrasivo em cremes dentais.

– É usado em hemodiálise.

– Como aditivo na indústria alimentícia, pois é utilizado como agente dispersante.

– É um agente antitranspirante para desodorantes.

– O óxido de alumínio tem sido utilizado como material ortopédico. Sendo um material inerte e poroso, é adequado para uso neste tipo de implantes. Esses implantes permitem o crescimento fibrovascular, de modo que os fibroblastos e osteoblastos proliferam rapidamente neste material.

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– O implante biocerâmico é feito com alumina. É leve e possui uma estrutura uniforme de poros muito bem interconectada. A estrutura microcristalina é mais lisa que a superfície rugosa. Possui menos inflamabilidade após um período pós-operatório em comparação com outros materiais utilizados para implantes.

– Os flocos de óxido de alumínio produzem efeitos reflexivos nas tintas utilizadas para automóveis.

– Em algumas refinarias, o óxido de alumínio é usado para converter gases tóxicos do sulfeto de hidrogênio em enxofre elementar.

– A forma de alumina chamada alumina ativada possui grandes benefícios no tratamento de águas residuais, como aqüíferos, devido à sua capacidade de adsorver muitos poluentes nocivos ao meio ambiente, bem como de filtrar o material residual dissolvido na água e que é maior que o poro das folhas de alumina.

Referências

  1. Chang, R; Chemistry , 1992, (quarta edição), México. McGraw-Hill Interamerican do México.
  2. Pine.S; Hendrickson, J; Cram, D; Hammond, G (1980), Organic Chemistry , (quarta edição), México, McGraw-Hill of Mexico
  3. Kinjanjui, L., (sf) Propriedades e usos do óxido de alumínio, ainda funciona, recuperado, itstillworks.com
  4. Panjian L., Chikara, O., Tadashi, K., Kazuki, N., Naohiro, S. “e” Klaas de G., (1994). O papel da sílica hidratada, titânia e alumina na indução de apatita em implantes. Journal of Biomedicals materials Research. Volume 18, páginas 7-15. DOI: 10.1002 / jbm. 820280103.
  5. Guia Completo de Informações sobre Rochas, Minerais e Pedras Preciosas., Mineral.net., Recuperado, minerals.net
  6. LaNore, S., (2017), Características físicas do óxido de alumínio, Ficção científica, Recuperada, sciencing.com

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