ESTUDO ESTEQUIOMÉTRICO DA OBTENÇÃO DO COBRE

Alana Manja da Silva; Heloisa Barbosa Melo; Islan Rocha Santos; Nicole Borges Pazotto

Orientador: Profa. Rebeca Piumbato Chaparro

FACULDADES OSWALDO CRUZ

Bacharelado e Licenciatura em Química

Resumo: Este trabalho consiste em um conjunto de pesquisas bibliográficas referentes ao método de obtenção do cobre e suas aplicações dando ênfase aos processos estequiométricos envolvidos que nos apresentam valores teóricos. É introduzido o processo no qual utiliza-se o mineral de Calcosita, para obtenção do cobre por meio da ustulação e a eletrólise; as massas teóricas obtidas foram baseadas em rendimentos aproximados de cada método expresso na literatura.

PALAVRAS-CHAVE: Processo, ustulação, rendimento, Calcosita e Cobre.

1. INTRODUÇÃO

            O cobre é amplamente utilizado de diversas formas, como por exemplo: revestimento das moedas de 5 centavos, instalações elétricas, componentes eletrônicos, canos de água, aviões, entre outros. Cerca de 60 % do cobre refinado que se consome no mundo é destinado a utilização em redes elétricas. As vantagens em sua utilização, são: fácil instalação, duradouro, rentável, ecológico e resistente.

            O objetivo do trabalho é a dedução estequiométrica da massa de cobre a ser obtida utilizando o mineral calcosita, levando em consideração o teor de pureza aproximado do método de acordo com a referência bibliográfica.

2. PROCESSO INDUSTRIAL

A calcosita é um mineral composto de sulfeto de cobre Cu₂S, inicialmente este é extraído, britado e moído. Posteriormente o mineral resultante da moagem passa pelo processo de ustulação que consiste no aquecimento do mineral na presença do oxigênio, de modo que o enxofre contido no minério reaja com o O₂ e forme o gás dióxido de enxofre resultando em cobre na forma simples. O cobre obtido contendo impurezas (blister) apresenta aproximadamente 98,5% de pureza (CANTO, 1998).A equação 1 expressa o método de ustulação da Calcosita:

Equação 1: Cu₂S + O₂à2Cuº + SO₂

       Pela estequiometria de reação, observa-se que para cada mol de Cu₂S (159g/mol) há produção de um mol (127g/mol) de Cuº. Então, em 5 Kg de Cu₂S deve-se obter-se:

5 Kg de Cu₂SàX Kg de Cuº

x= 3,99 Kg de Cuº

Considerando que o cobre obtido apresenta 98,5% de pureza, tem-se:

3,99 Kg Cuº à 100%

X Kg de Cuºà 98.5%

         x= aproximadamente 3,93 Kg de Cobre metálico obtido de acordo com o grau de pureza da referência bibliográfica.

            Após a ustulação, o cobre passa pelo processo de purificação por meio da eletrolise, onde a pureza resultante é equivalente a 99,9%. Na eletrólise, o cobre se oxida (perde elétrons) nos ânodos para formar íons cúpricos (Cu²⁺) expressa na equação 2. Esses íons migram em direção aos cátodos, onde são reduzidos na forma metálica pura (Cu^º), conforme a equação 3. Portanto:

Equação 2: (ânodo) Cuº à Cu²⁺_(aq) + 2e^-

Equação 3: (cátodo) Cu²⁺_(aq) + 2e^-à Cuº

3. CONCLUSÃO

            De acordo com as pesquisas realizadas, conclui-se que o cobre possui papel fundamental para o desenvolvimento de nossa sociedade, sendo utilizado fundamentalmente no setor energético e em componentes eletrônicos em geral. A estequiometria na produção do cobre metálico é fundamental, como demonstrado através dos resultados obtidos. A necessidade de relacionar a quantidade de matéria prima necessária para obtenção de uma massa final do produto, evita possíveis excessos durante o processo industrial ou déficit do produto final.

4. REFERÊNCIAS

CANTO, E. L. Minerais, minérios, metais: de onde vêm? Para onde vão?. São Paulo, Editora Moderna, 1998

ESPERIDIÃO, I. M.; NÓBREGA, O. Os metais e o homem. São Paulo: Editora Ática,1999.

LIMA, R.P. , <http://www.coladaweb.com/quimica/elementos-quimicos/cobre> Acesso em: 13/09/2015

PROCOBRE – Instituto Brasileiro do Cobre <http://procobre.org/pt/o-cobre> Acesso em : 13/09/2015