Grupo do Zinco 12 IIB Zinco Zn Ar

Grupo do Zinco (12) IIB • Zinco Zn [ Ar] 3 d 10, 4 s 2 nóx 2 • Cádmio Cd [ Kr ] 4 d 10, 5 s 2 nóx 2 • Mercúrio Hg [ Xe ] 4 f 14, 5 d 10, 6 s 2 nóx 1 e 2

Zinco • A principal aplicação do zinco, cerca de 50% do consumo anual, é na galvanização do aço ou ferro para protege-los da corrosão. ( metal de sacrifício ) • Usado em protetores solares. • É empregado na fabricação de ligas metálicas, como o latão(liga de cobre e zinco) e o bronze(cobre e estanho). • Usado na produção de pilhas secas • Usado como pigmento, em tinta de coloração branca • Apresenta estado de oxidação 2+

Abundância e ocorrência • Zn. S (sulfetos). Explorado comercialmente sendo conhecido nos EUA como esfarelita e como blenda na Europa. Quase sempre possui ferro em sua fórmula ( Zn, Fe )S. • Zn. CO 3. (carbonatos) Conhecido nos EUA como Smithsonita. • Hemimorfita (silicato) • Franklita(óxido) • As principais reservas mundiais são encontradas nos EUA, Austrália, China e Cazaquistão.

Obtenção • Zinco • O zinco é o 23º elemento mais abundante. As jazidas mais ricas contém de 10% de ferro e entre 40% e 50% de zinco. • O processo inicia coma extração do mineral que pode ser realizada a céu aberto como em jazidas subterrâneas. • Os minerais extraídos são triturados • Minérios de zinco e principalmente o Zn. S são concentrados por flotação. • Os minerais com alto teor de ferro são tratados por via seca. • O concentrado é queimado, transformando o Zn. S em Zn. O ( calcina ) e SO 2.

• A flotação pode ser empregada na mineração para separar os minérios de suas impurezas. A rocha a ser explorada é submetida a uma trituração e, em seguida, adiciona-se óleo. As partículas de minério, retiradas da rocha, fixam-se ao óleo. Se acrescentarmos água ao conjunto, as partículas fixadas no óleo vão para a superfície, e as impurezas ficam no fundo do recipiente.

• 1º Processo • O Zn. O pode ser reduzido pelo CO a 1200 OC em um forno de fusão. A reação é reversível sendo utilizada temperaturas elevadas para deslocar o equilíbrio para a direita. O zinco se encontra gasoso. Se o Zn e o CO 2 fossem simplesmente removidos e resfriados , o Zn sofreria reoxidação. • Zn. O + CO Zn + CO 2

Os fornos modernos minimizam a reoxidação de 2 maneiras • A ) usando excesso de C de modo a converter o CO 2 em CO. • B ) resfriando bruscamente os gases que saem do forno de modo que não haja tempo suficiente para o sistema atingir o equilíbrio. • Esse resfriamento é conseguido aspergindo-se o gás quente com gotículas de chumbo fundido. O zinco é obtido com 99% de pureza. • O cádmio presente é separado por destilação.

• 2º Processo. • O Zn. S é aquecido ao ar a uma temperatura menor formando o Zn. O e Cd. O. Estes são dissolvidos em H 2 SO 4 formando o sulfato de zinco e o sulfato de cádmio ( onde tem zinco, também tem cádmio) solução é tratada com Zn em pó para precipitar o Cd. A seguir o Zn puro pode ser obtido pela eletrólise da solução de Zn. SO 4, mas o processo eletrolítico é caro.

Obtenção do Cádmio Encontrado em traços (2 a 3 partes por mil ) na maioria dos minérios de zinco, sendo extraído dos mesmos. O minério é tratado com ácido sulfúrico, formando uma solução de Zn. SO 4 e Cd. SO 4 ( pequena quantidade ). O cádmio é precipitado adicionando um metal mais eletropositivo ( situado acima do cádmio na série eletroquímica ). Então, quando zinco em pó é adicionado a solução de Zn. SO 4/Cd. SO 4, o Zn é oxidado e se dissolve enquanto o Cd metálico é precipitado. Zn(s) + Cd 2+( sol) Zn 2+(sol) + Cd(S)

• O cádmio assim obtido é dissolvido em ácido sulfúrico e purificado por eletrólise. O Zn também é recuperado da solução de Zn. SO 4 por eletrólise.

Mercúrio • Obtenção • Hg também é raro. Extraído do cinábrio ( Hg. S ). O minério é triturado e o Hg. S é separado dos outros minerais e concentrado por flotação (d= 8, 1 g/cm 3 ). • Se o minério for pobre em Hg, é aquecido ao ar. O vapor de Hg formado é condensado e o SO 2 é usado na fabricação do ácido sulfúrico. • Hg. S + O 2 Hg + SO 2 Aquecido a 600 o. C

• Minérios mais ricos em mercúrio são aquecidos com raspas de ferro ou com cal. • Hg. S + Fe Hg + Fe. S. • 4 Hg. S + 4 Ca. O 4 Hg + Ca. SO 4 + 3 Ca. S • O mercúrio obtido desse modo pode conter pequenas quantidades de outros metais dissolvidos, tais como, Pb, Zn, Cd. • O Hg muito puro é obtido , passando ar aquecido sobre o Hg a 250 o. C. Os outros metais se oxidam sendo convertidos a óxidos e flutuam na superfície do reator, sendo então removidos

• Os óxidos formados ( impurezas ) podem ser removidos: • 1) remoção mecânica da superfície • 2) tratamento com ácido nítrico , que dissolve os óxidos • 3) destilação, o Hg se separa dos óxidos : Pb 1752 o. C, Zn 908 o. C, Cd 765 o. C, Hg 357 o. C.