Produção e uso da cal

A produção de cal se dá a partir do calcário (CaCO3).  

Essa matéria prima é extraída, selecionada e moída.  

Depois, o calcário é submetido a elevadas temperaturas dentro de fornos industriais, esse processo é chamado calcinação.  

O resultado desse processo será o CaO (óxido de cálcio ou cal). 

Começou por civilizações antigas (egípcia, grega e romana). 

Seu processo primitivo de calcinação do calcário era feito  em fornos escavados nos barrancos e revestidos de tijolos ou pedras, onde se queimava carvão ou madeira. 

A cal é produzida a uma temperatura de aproximadamente 850 °C.

Os materiais que podem ser formados são a cal viva e o gás carbônico.  

Na calcinação há consumo de energia e diminuição de massa e de volume de material sólido. 

Na hidratação há liberação de energia e aumento de massa e de volume de material sólido.  

Uso da Cal: 

Siderurgia: 

- Fundente facilita a fusão de outro sólido, neste caso, fisão da sílica (areia) presente nos minérios de ferro. 

- Escorificante auxilia na purificação de um produto, neste caso, ferro.  

Fabricação de papel (agente branqueador e correção da acidez). 

Tratamento de água (correção da acidez e agente floculante). 

Preparo de tintas alcalinas. 

Construção civil (agente cimentante).  

Construção de estradas.  

Nas indústrias siderúrgicas e metalúrgicas. 

Na fabricação de aço e alumínio. 

Em diversos processos químicos e industriais. 

Na saúde e na preservação ambiental, como bactericida e saneador de ambientes. 

Bibliografia: 

Caderno do professor – Química, Ensino Médio, 1ª Série, Volume 1. São Paulo: SEE, 2014 – 2017. 
http://www.grupoescolar.com/pesquisa/producao-de-cal.html

Ligações Químicas

Ligação química é a força de atração que mantém os átomos unidos num agregado atômico.

Ligação Iônica: ocorre entre metais e não-metais e entre metais e hidrogênio.

Ligação covalente: ocorre entre não-metais e não-metais e entre hidrogênio e não-metais.

Ligação metálica: ocorre entre metais.

Modelos para explicar a existência dos diferentes tipos de ligação:

Teoria do octeto: segundo essa teoria os átomos tendem a imitar a estrutura eletrônica dos gases nobres. Para que isso seja possível, os átomos podem ganhar, perder ou compartilhar elétrons.

A ligação iônica é aquela que se dá através da transferência de elétrons.

A ligação covalente se dá através do compartilhamento de elétrons.

Teoria do orbital molecular: segundo essa teoria, a ligação química se forma devido à interpenetração de orbitais atômicos semipreenchidos, originando um orbital molecular.

A ligação iônica e a covalente são de mesma natureza, elas apenas diferem na intensidade com que o par de elétrons é atraído pelos átomos que se ligam.

É considerada ligação covalente, aquela realizada entre átomos com a mesma eletronegatividade.

Quando os átomos que se ligam apresentam diferentes eletronegatividades a ligação adquire caráter iônico. Quanto maior a diferença de eletronegatividade maior o caráter iônico da ligação.

Teoria da nuvem eletrônica: segundo esta teoria, os átomos de um metal permanecem unidos devido à atração entre os núcleos atômicos e a nuvem eletrônica formada pelos elétrons da camada de valência dos átomos.

Camada de valência é o número de elétrons que os átomos de um elemento químico possuem no nível mais externo.

Fonte: SILVA, Eduardo Roberto da & HASHIMOTO, Ruth R. Cursos Práticos Nova Cultural – Vestibular. Química.

Ligações Iônicas

A combinação de átomos de cerca de 90 elementos químicos permite formar milhares de substâncias, como os 4000 minerais conhecidos que estão presentes no solo.

O movimento ordenado de elétrons que se deslocam por um fio é denominado corrente elétrica.  

A água contém diversas substâncias dissolvidas que a tornam condutora de eletricidade.

Nas ligações iônicas, os materiais sólidos que não conduzem eletricidade, o fazem quando são dissolvidos em água. 

Os materiais desse grupo são denominados eletrólitos. Eletrólitos são substâncias que, quando dissolvidas em água, tornam a solução condutora de eletricidade.

Íons são átomos ou grupos de átomos que ganharam ou perderam elétrons, ficando eletricamente carregados, e que se unindo formam substâncias iônicas.

Existem dois tipos de íon:

Cátions são íons carregados positivamente. 

Ânions são íons carregados negativamente. 

Substâncias iônicas

Todas as substâncias iônicas são formadas por cátions e ânions. E o total de cargas positivas (cátions) é igual ao de negativas (ânions). Logo, as substâncias são eletricamente neutras.

As formas eletrostáticas (de atração e repulsão) existentes nas substâncias iônicas fazem com que os íons sejam arranjados de forma organizada: ao redor dos cátions estão ânions e ao redor dos ânions estão cátions. Essa organização é denominada rede cristalina ou retículo cristalino.

Para que ocorra condução de eletricidade é necessário que haja movimento de elétrons. 

Quando uma substância iônica é adicionada à água, processo denominado hidratação, cátions e ânions separam-se uns dos outros, podendo movimentar-se livremente. No processo de hidratação ocorre uma separação dos íons, ou seja, há uma dissociação iônica.

Nos sólidos iônicos os cátions estão fortemente atraídos pelos ânions e não possuem mobilidade. Por isso, os sólidos iônicos não conduzem eletricidade.

As forças de atração e repulsão eletrostáticas dependem do tamanho e das cargas dos átomos. O resultado do somatório dessas forças produz diferentes efeitos.

Ligação iônica

Com a formação dos íons, passa a existir atração eletrostática entre essas espécies químicas: íons positivos (cátions) atraem íons negativos (ânions). Essa interação entre cátions e ânions é denominada ligação iônica.

Esse tipo de ligação ocorre entre átomos que apresentam características opostas: os metais, que apresentam alta eletropositividade, e os não-metais que apresentam alta eletronegatividade. Na formação da ligação iônica, ou eletrovalente, os metais cedem elétrons e os não-metais recebem elétrons.

Possuem altos pontos de fusão e de ebulição, por causa da forte atração entre os íons vizinhos de cargas opostas, e tendem a ser sólidas nas condições ambientais.

Exemplos de substâncias iônicas:

Cloreto de sódio, NaCl. 

Brometo de potássio, KBr.

Cloreto de magnésio, MgCl2.

Óxido de alumínio, Al2O3.

Teoria do octeto:

O postulado básico da teoria do octeto diz que os átomos se tornam estáveis quando adquirem a estrutura eletrônica do gás mais próximo na tabela periódica. Para tal, os átomos podem ganhar ou perder elétrons.

Teoria do orbital molecular:

Segundo essa teoria, a ligação química se forma devido à interpenetração de orbitais atômicos semipreenchidos, originando um orbital molecular. A ligação iônica e a covalente são de mesma natureza, elas apenas diferem na intensidade com que o par de elétrons é atraído pelos átomos que se ligam. Quando os átomos que se ligam apresentam diferentes eletronegatividades a ligação adquire caráter iônico. Quanto maior a diferença de eletronegatividade, maior o caráter iônico da ligação.

A capacidade de ligação dos átomos está relacionada diretamente com o número de elétrons presentes em seus níveis mais externos e que vão participar das ligações químicas.

Valência é o número de elétrons que os átomos de um elemento químico possuem no nível mais externo, também denominado camada de valência.

Fonte: CANTO, Eduardo Leite do. Ciências Naturais: Aprendendo com o cotidiano. São Paulo: Editora Moderna, 2012.

Fonte: SANTOS & MOL. Química Cidadã: Volume 1. São Paulo: Editora AJS, 2013.

Fonte: SILVA, Eduardo Roberto da & HASHIMOTO, Ruth R. Cursos Práticos Nova Cultural – Vestibular. Química.

Fonte: Material de apoio ao currículo do Estado de São Paulo: Caderno do Professor, Química, Ensino Médio, 2ª Série. São Paulo: SE, 2014.