Por que aquecemos misturas no processo de refino de metais? |aquecimento no refino de metais

Vários dos processos experimentais da química necessitam de aquecimento para serem realizados de maneira completa e adequada. Sendo assim, nas áreas de metalurgia e galvanoplastia não é diferente, já que os procedimentos seguidos para se realizar o refino de metais, por exemplo, envolvem reações químicas complexas que, para ocorrer de maneira satisfatória, precisam de atenção em parâmetros como a temperatura.

Mas talvez você já tenha se perguntado: “qual é a necessidade do aquecimento no refino de metais?”, ou ainda, “posso realizar o refino e suas etapas sem o controle da temperatura?”. E a resposta para essas questões depende do tipo de processo que se deseja realizar e de alguns parâmetros físicos e químicos que explicaremos a seguir.

Como as reações químicas acontecem?

Todos os materiais e produtos que são utilizados no refino de metais são feitos de átomos – partículas muito pequenas e invisíveis a olho nu -, que mudam suas posições e interações com outros átomos, formando diferentes compostos. Esse processo possibilita que transformemos, por exemplo, uma mistura de soda cáustica e ácido clorídrico em sal de cozinha e água (Figura 1). E é esse mesmo processo que ocorre no refino de metais: para dissolver o ouro impuro, por exemplo, adiciona-se áqua régia (composta pelos ácidos nítrico e clorídrico), formando um composto solúvel de ouro, dióxido de nitrogênio e água (Figura 2).

Figura 1. Equação química de neutralização entre hidróxido de sódio e ácido clorídrico.

Figura 2. Dissolução de ouro em áqua régia.

Porém, para que isso aconteça, é necessário que a mistura tenha à sua disposição a energia necessária para que os átomos possam se rearranjar e formar outros compostos, e essa energia em questão é denominada energia de ativação (Ea). Logo, quando os átomos estão em posições ideais e têm a energia de ativação necessária, choques efetivos ocorrem e a reação química finalmente acontece.

Para entender um pouco mais sobre esse tópico, façamos uma analogia: imagine um atleta olímpico que pratica a modalidade de salto em vara. Para que ele consiga ultrapassar a barra, localizada a uma altura relativamente alta, ele necessita de força suficiente, energia, e também precisa que a vara que lhe dará o impulso seja colocada no chão no momento ideal. Se isso acontecer, o atleta poderá ter um bom desempenho e ultrapassar a barra sem que colida com ela; contudo, se a posição da vara estiver inadequada ou o atleta não tiver utilizado força e impulso suficientes, o salto não será efetivo.

Figura 3. Salto em vara.

No caso das reações químicas, portanto, a energia de ativação seria como a força e o impulso do atleta antes do salto, enquanto a posição da vara seria a posição ideal dos átomos e o salto correto, então, o choque efetivo e a ocorrência da reação.

Mas, afinal, por que aquecer as reações durante o refino é mais indicado?

As reações químicas envolvidas no refino de metais podem, em teoria, ser feitas sem a necessidade de aquecimento, uma vez que possuem a energia de ativação necessária para que o processo aconteça. Contudo, outro parâmetro que mencionamos anteriormente para que uma reação aconteça é o choque efetivo. O fornecimento de energia faz com que os átomos tenham maior velocidade, aumentando, consequentemente, a probabilidade de que os choques entre os átomos sejam ideais para a formação do produto. Assim, a reação acontece com maior rapidez e é finalizada em menor tempo.

Figura 4. Influência da temperatura na velocidade das partículas. Fonte: tec-science.com

Portanto, realizar alguns dos processos de refino mediante aquecimento – como a dissolução do ouro em áqua régia feita à 60 ºC – torna o processo menos demorado, podendo diminuir o tempo gasto de dias para horas.

Siga-nos no Instagram @aurhora_analises, curta nossa página no Facebook (Aurhora Análises) e assine nossa newsletter para mais conteúdos como esse!