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Enunciado

Ciência dos Materiais - Callister - Ciência e Engenharia de Materiais. Uma Introdução- Ed: 8º - Capítulo 12.Perguntas e Problemas - Ex. 38

Quando a argila caolinita A l 2 S i 2 O 5 O H 4 é aquecida até uma temperatura suficientemente elevada, água de hidratação é eliminada.

  1. Sob essas circunstâncias, qual é a composição do produto remanescente (em porcentagem) em peso de A l 2 O 3 ?

  2. Quais são as temperaturas liquidus e solidus desse material?

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Nos é dito no enunciado que quando a argila caolinita A l 2 S i 2 O 5 O H 4 é aquecida até uma temperatura suficientemente elevada, água de hidratação é eliminada.

Podemos então calcular a diminuição do peso molecular devido a essa perda de água.

O peso total inicial é calculado com auxilio da sua equação A l 2 S i 2 O 5 O H 4 . Temos que o peso dos elementos da equação são:

A l = 26,98   g / m o l

S i = 28,09   g / m o l

O = 16,00   g / m o l

H = 1,008   g / m o l

Agora é só calcular. Temos que:

P e s o   m o l e c u l a r = 2 26,98   g / m o l + 2 28,09   g / m o l + 9 16,00   g / m o l + 4 1,008   g / m o l

P e s o   m o l e c u l a r = 258,17   g / m o l

Passo 2

Existem duas moléculas de água na caulinita, pois temos quatro átomos de hidrogênio 2 H 2 O . Portanto o peso molecular de duas moléculas de água será de:

P e s o   m o l e c u l a r   á g u a = 4 1,008   g / m o l + 2 16,00   g / m o l

P e s o   m o l e c u l a r   á g u a = 36,03   g / m o l

O peso molecular após a queima será então de:

P = 258,17 - 36,03

P = 222,14   g / m o l

Passo 3

Como queremos saber a porcentagem remanescente de A l 2 O 3 na caulinita temos que calcular o peso molecular do A l 2 O 3 e comparar com o P que encontramos de caulinita após a queima.

Temos que:

P e s o   m o l e c u l a r   d e   A l 2 O 3 = 2 26,98   g / m o l + 3 16,00   g / m o l

P e s o   m o l e c u l a r   d e   A l 2 O 3 = 101,96   g / m o l

A porcentagem em peso presente na caulinita após a queima será de:

p %   A l 2 O 3 = 101,96   g / m o l 222,14   g / m o l × 100

p %   A l 2 O 3 = 45,9

Portanto teremos a seguinte composição:

45,9   p %   A l 2 O 3 - 54,1   p %   S i O 2

Passo 4

Utilizando o diagrama de fases de sílica-alumina podemos dizer que para a composição 45,9   p %   A l 2 O 3 - 54,1   p %   S i O 2 , teremos a temperatura liquidus de 1825 ° C e soliduas de 1587 ° C .

Resposta

  1. 45,9   p %   A l 2 O 3 - 54,1   p %   S i O 2 .
  2. T l i q u i d u s = 1825 ° C .

T s o l i d u s = 1587 ° C .

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