Sobre o Cálcio
O cálcio é um metal alcalino-terroso, é um metal amarelo pálido reativo que forma uma camada escura de óxido-nitreto quando exposto ao ar. Suas propriedades físicas e químicas são mais semelhantes aos seus homólogos mais pesados, estrôncio e bário. É o quinto elemento mais abundante na crosta terrestre e o terceiro metal mais abundante, depois do ferro e do alumínio.
Resumo
| Elemento | Cálcio |
| Número atômico | 20 |
| Categoria do elemento | Metal alcalino-terroso |
| Fase em STP | Sólido |
| Densidade | 1,55 g/cm3 |
| Resistência à tração | 110 MPa |
| Força de rendimento | N/D |
| Módulo de elasticidade de Young | 20 GPa |
| Escala de Mohs | 1,5 |
| Dureza Brinell | 170 – 400 MPa |
| Dureza Vickers | N/D |
| Ponto de fusão | 842 °C |
| Ponto de ebulição | 1484 °C |
| Condutividade térmica | 200 W/mK |
| Coeficiente de Expansão Térmica | 22,3 µm/mK |
| Calor específico | 0,63 J/gK |
| Calor de fusão | 8,54 kJ/mol |
| Calor da vaporização | 153,3 kJ/mol |
| Resistividade elétrica [nanoOhm meter] | 33,6 |
| Suscetibilidade Magnética | +40e-6 cm3/mol |
O maior uso do cálcio metálico é na siderurgia, devido à sua forte afinidade química por oxigênio e enxofre. Seus óxidos e sulfetos, uma vez formados, dão aluminato de cal líquido e inclusões de sulfeto no aço que flutuam. Os compostos de cálcio são usados na fabricação de inseticidas, tintas, giz de lousa, têxteis e fogos de artifício. Os preços das matérias-primas mudam diariamente. Eles são impulsionados principalmente pela oferta, demanda e preços de energia. Em 2019, os preços do Cálcio puro estavam em torno de 110 $/kg. Em 2005, foram produzidas cerca de 24000 toneladas de cálcio; cerca de metade do cálcio extraído do mundo é usado pelos Estados Unidos, com cerca de 80% da produção utilizada a cada ano. O metal de cálcio puro agora é feito comercialmente por aquecimento de cal com alumínio. O metal reage lentamente com oxigênio, vapor de água e nitrogênio do ar para formar um revestimento amarelo de óxido, hidróxido e nitreto. Fonte: www.luciteria.com
Na mecânica dos materiais, a resistência de um material é sua capacidade de suportar uma carga aplicada sem falha ou deformação plástica. A resistência dos materiais considera basicamente a relação entre as cargas externas aplicadas a um material e a deformação resultante ou alteração nas dimensões do material. Ao projetar estruturas e máquinas, é importante considerar esses fatores, para que o material selecionado tenha resistência adequada para resistir às cargas ou forças aplicadas e manter sua forma original. A resistência de um material é sua capacidade de suportar esta carga aplicada sem falha ou deformação plástica. Para tensão de tração, a capacidade de um material ou estrutura de suportar cargas que tendem a se alongar é conhecida como resistência à tração final (UTS). O limite de escoamento ou tensão de escoamento é a propriedade do material definida como a tensão na qual um material começa a se deformar plasticamente, enquanto o ponto de escoamento é o ponto onde a deformação não linear (elástica + plástica) começa. Veja também: Resistência dos Materiais A resistência à tração final do Cálcio é de 110 MPa. O limite de escoamento do Cálcio é N/A. O módulo de elasticidade de Young do Cálcio é 20 GPa. Na ciência dos materiais, a dureza é a capacidade de suportar o recuo da superfície (deformação plástica localizada) e arranhões. O teste de dureza Brinell é um dos testes de dureza de indentação, que foi desenvolvido para testes de dureza. Nos testes Brinell, um penetrador esférico duro é forçado sob uma carga específica na superfície do metal a ser testado. A dureza Brinell do Cálcio é de aproximadamente 170 – 400 MPa. O método de teste de dureza Vickers foi desenvolvido por Robert L. Smith e George E. Sandland na Vickers Ltd como uma alternativa ao método Brinell para medir a dureza dos materiais. O método de teste de dureza Vickers também pode ser usado como um método de teste de microdureza, que é usado principalmente para peças pequenas, seções finas ou trabalhos de profundidade de caixa. A dureza Vickers do Cálcio é aproximadamente N/A. A dureza ao risco é a medida de quão resistente uma amostra é à deformação plástica permanente devido ao atrito de um objeto pontiagudo. A escala mais comum para este teste qualitativo é a escala de Mohs, que é usada em mineralogia. A escala Mohs de dureza mineral é baseada na capacidade de uma amostra natural de mineral riscar visivelmente outro mineral. O Cálcio tem uma dureza de aproximadamente 1,5. Veja também: Dureza dos Materiais Uma possível estrutura cristalina do Cálcio é a estrutura cúbica de face centrada. Nos metais e em muitos outros sólidos, os átomos estão dispostos em arranjos regulares chamados cristais. Uma rede cristalina é um padrão repetitivo de pontos matemáticos que se estende por todo o espaço. As forças de ligação química causam essa repetição. É esse padrão repetido que controla propriedades como força, ductilidade, densidade, condutividade (propriedade de conduzir ou transmitir calor, eletricidade, etc.) e forma. Existem 14 tipos gerais de tais padrões conhecidos como reticulados de Bravais. Veja também: Estrutura Cristalina de Materiais
O ponto de fusão do Cálcio é 842 °C. O ponto de ebulição do Cálcio é 1484 °C. Observe que esses pontos estão associados à pressão atmosférica padrão. A condutividade térmica do Cálcio é 200 W/(m·K). As características de transferência de calor de um material sólido são medidas por uma propriedade chamada condutividade térmica, k (ou λ), medida em W/mK. É uma medida da capacidade de uma substância de transferir calor através de um material por condução. Observe que a lei de Fourier se aplica a toda matéria, independentemente de seu estado (sólido, líquido ou gasoso), portanto, também é definida para líquidos e gases. O coeficiente de expansão térmica linear do Cálcio é 22,3 µm/(m·K). A expansão térmica é geralmente a tendência da matéria de mudar suas dimensões em resposta a uma mudança na temperatura. Geralmente é expresso como uma mudança fracionária no comprimento ou volume por unidade de mudança de temperatura. O calor específico do Cálcio é 0,63 J/gK. A capacidade calorífica é uma propriedade extensiva da matéria, o que significa que é proporcional ao tamanho do sistema. A capacidade calorífica C tem a unidade de energia por grau ou energia por kelvin. Ao expressar o mesmo fenômeno como uma propriedade intensiva, a capacidade calorífica é dividida pela quantidade de substância, massa ou volume, portanto a quantidade é independente do tamanho ou extensão da amostra. O calor latente de fusão do Cálcio é 8,54 kJ/mol. O calor latente de vaporização do Cálcio é 153,3 kJ/mol. Calor latente é a quantidade de calor adicionada ou removida de uma substância para produzir uma mudança de fase. Essa energia quebra as forças atrativas intermoleculares e também deve fornecer a energia necessária para expandir o gás (o pΔV trabalho). Quando o calor latente é adicionado, nenhuma mudança de temperatura ocorre. A entalpia de vaporização é uma função da pressão na qual essa transformação ocorre.
A propriedade elétrica refere-se à resposta de um material a um campo elétrico aplicado. Uma das principais características dos materiais é sua capacidade (ou falta de capacidade) de conduzir corrente elétrica. De fato, os materiais são classificados por essa propriedade, ou seja, são divididos em condutores, semicondutores e não condutores. Veja também: Propriedades Elétricas A propriedade magnética refere-se à resposta de um material a um campo magnético aplicado. As propriedades magnéticas macroscópicas de um material são consequência das interações entre um campo magnético externo e os momentos de dipolo magnético dos átomos constituintes. Diferentes materiais reagem à aplicação do campo magnético de forma diferente. Veja também: Propriedades Magnéticas
A resistividade elétrica do Cálcio é 33,6 nΩ⋅m. A condutividade elétrica e seu inverso, a resistividade elétrica, é uma propriedade fundamental de um material que quantifica como o cálcio conduz o fluxo de corrente elétrica. A condutividade elétrica ou condutância específica é o recíproco da resistividade elétrica. A suscetibilidade magnética do Cálcio é +40e-6 cm3/mol. No eletromagnetismo, a suscetibilidade magnética é a medida da magnetização de uma substância. A suscetibilidade magnética é um fator de proporcionalidade adimensional que indica o grau de magnetização do cálcio em resposta a um campo magnético aplicado.
Aplicações de Cálcio
Produção e Preço do Cálcio
Propriedades Mecânicas do Cálcio
Força do Cálcio
Resistência à tração final do Cálcio
Força de Cedência de Cálcio
Módulo de Elasticidade do Cálcio
Dureza do Cálcio
Cálcio – Estrutura Cristalina
Estrutura Cristalina de Cálcio
Força dos Elementos
Elasticidade dos Elementos
Dureza dos Elementos
Propriedades Térmicas do Cálcio
Cálcio – Ponto de fusão e ponto de ebulição
Cálcio – Condutividade Térmica
Coeficiente de Expansão Térmica do Cálcio
Cálcio – Calor Específico, Calor Latente de Fusão, Calor Latente de Vaporização
Ponto de fusão dos elementos
Condutividade Térmica dos Elementos
Expansão Térmica dos Elementos
Capacidade de Calor dos Elementos
Calor de Fusão de Elementos
Calor de Vaporização dos Elementos
Cálcio – Resistividade Elétrica – Suscetibilidade Magnética
Resistividade Elétrica do Cálcio
Suscetibilidade Magnética do Cálcio
Resistividade Elétrica dos Elementos
Suscetibilidade Magnética dos Elementos
Outras propriedades do Cálcio
