Ponto de fusão do estanho: Tudo o que precisa de saber

O estanho é um metal macio, branco-prateado, que tem sido utilizado durante séculos. Uma propriedade importante do estanho é o seu ponto de fusão, porque afecta a forma como é utilizado em diferentes indústrias.

Neste blogue, ficará a saber qual é o ponto de fusão do estanho, por que razão é importante, como medi-lo e que factores o podem afetar.

Visão geral do estanho

O estanho é um elemento químico com o símbolo Sn e o número atómico 50. É leve, resistente à corrosão e fácil de moldar. Devido a estas propriedades, é amplamente utilizado no fabrico.

Qual é o ponto de fusão do estanho?

O ponto de fusão do estanho é 231,9°C (449,4°F). Isto significa que passa de um sólido para um líquido a esta baixa temperatura.

Porque é que o ponto de fusão do estanho é importante?

O estanho é um metal valioso devido às suas propriedades - especialmente o seu ponto de fusão. Eis algumas razões pelas quais é importante:

• Uma vez que o estanho funde a uma temperatura relativamente baixa, é perfeito para soldar componentes electrónicos sem os danificar.
• O baixo ponto de fusão do estanho facilita a sua moldagem em diferentes formas.
• A mistura de estanho com outros metais pode baixar ou aumentar o ponto de fusão global da liga.

Quais são os factores que afectam o ponto de fusão do estanho?

O ponto de fusão não é sempre o mesmo. Diferentes factores podem alterá-lo e fazer com que o estanho se comporte de forma diferente em determinadas condições. Aqui estão alguns desses factores:

Elementos de liga

Quando se mistura estanho com outros metais, cria-se uma liga e o seu ponto de fusão pode aumentar ou diminuir. Isto depende do metal que se adiciona.

Por exemplo, o bronze, uma liga de estanho e cobre. Tem um ponto de fusão muito mais elevado do que o estanho puro. A solda de estanho-chumbo tem um ponto de fusão mais baixo do que o estanho puro, enquanto as ligas de estanho-antimónio também têm um ponto de fusão mais elevado.

Temperatura

O estanho é sensível às mudanças de temperatura. Quando exposto a temperaturas elevadas, pode derreter ou tornar-se fraco. Este facto limita a sua utilização em ambientes quentes.

Quando o estanho é aquecido, pode formar uma camada de óxido na superfície. Esta camada pode atuar como uma barreira e aumentar ligeiramente o ponto de fusão.

A temperaturas muito baixas, o estanho pode alterar a sua estrutura cristalina num processo chamado "peste de estanho", tornando-o quebradiço.

Impurezas

As impurezas no estanho podem baixar ou aumentar o seu ponto de fusão. O efeito depende do tipo de impureza presente.

Algumas impurezas, como o chumbo, podem baixar o ponto de fusão. Outros elementos, como o alumínio ou o bismuto, podem aumentar o ponto de fusão do estanho.

Pressão

Uma pressão mais elevada aumenta o ponto de fusão, enquanto uma pressão mais baixa o diminui.

Nas aplicações industriais, o comportamento do estanho sob pressão é importante para a conceção de peças para ambientes extremos. A pressões muito elevadas, o estanho permanece sólido a temperaturas em que normalmente derreteria.

Estrutura cristalina

O estanho existe em diferentes estruturas cristalinas, e cada uma delas tem um ponto de fusão diferente. O estanho branco (Beta-estanho) é a forma estável do estanho à temperatura ambiente e tem um ponto de fusão padrão de 231,9°C (449,4°F).

A temperaturas muito baixas, o estanho pode transformar-se em estanho cinzento (estanho alfa), que é quebradiço e tem uma estrutura diferente.

Presença de uma camada de óxido

Quando o estanho é exposto ao ar, forma uma fina camada de óxido na superfície. Esta camada actua como uma barreira que dificulta o acesso do calor ao metal.

E, tal como referido anteriormente, pode aumentar ligeiramente o ponto de fusão do estanho. Na galvanoplastia e no revestimento, a camada de óxido é removida antes da fusão para evitar problemas.

Limitação do baixo ponto de fusão do estanho

O baixo ponto de fusão do estanho pode causar alguns problemas, tais como os seguintes:

Sensível à temperatura

O estanho pode facilmente deformar-se ou fundir-se quando exposto ao calor. Este facto limita a sua utilização em áreas onde as temperaturas são demasiado elevadas, como peças de motores ou maquinaria industrial.

Processo de liga

Durante o processo de liga, pode ocorrer oxidação ou contaminação. Isto pode afetar a temperatura de fusão e a qualidade do produto final.

Baixa resistência mecânica

O estanho puro é macio e não é muito forte. Não consegue suportar cargas pesadas ou alta pressão, pelo que não pode ser utilizado em aplicações que exijam durabilidade, como componentes estruturais ou ferramentas.

É por esta razão que o estanho é frequentemente misturado com outros metais para melhorar a sua resistência.

Como medir o ponto de fusão do estanho?

É possível medir o ponto de fusão do estanho de diferentes formas. Pode escolher o método consoante a precisão dos resultados.

Um método simples é o teste do tubo capilar, em que se aquece uma pequena amostra de estanho num tubo de vidro e se observa quando derrete. Este método ajuda a verificar a pureza, mas não é o mais exato.

Para obter resultados precisos, as indústrias utilizam Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Esta máquina aquece o estanho enquanto mede a quantidade de calor que este absorve. Quando a fusão começa, a absorção de calor aumenta, mostrando o ponto de fusão exato.

Outro método verifica a resistência eléctrica do estanho. O estanho conduz bem a eletricidade quando sólido, mas perde resistência quando derretido. Ao aquecer o estanho num circuito e seguir as alterações de resistência, é possível determinar a temperatura de fusão.

Também é possível utilizar um teste de forno, em que se aquece uma amostra maior de estanho num forno controlado e se observa a fusão com um termómetro. Este método é comum no processamento de metais.

Aplicações do estanho com base nos seus pontos de fusão

Vejamos as aplicações comuns do estanho com base no seu ponto de fusão.

Soldadura

O estanho é utilizado na soldadura, especialmente na indústria eletrónica.

A solda de chumbo-estanho funde a uma temperatura baixa, pelo que permite unir componentes electrónicos sem os danificar. Isto é importante para fazer placas de circuitos, cablagem e ligações eléctricas.

Fundição e moldagem

Como o estanho derrete facilmente, pode ser fundido e moldado em diferentes formas sem necessidade de altas temperaturas. Esta é a razão pela qual o estanho é útil para o fabrico de pequenos artigos decorativos, jóias e até mesmo certos componentes industriais.

Chapeamento e revestimento

O estanho é frequentemente utilizado para revestir outros metais. Isto é feito para evitar a ferrugem e a corrosão, bem como para melhorar o aspeto. Os revestimentos de estanho dão um acabamento brilhante e suave.

Uma vez que o estanho funde a baixa temperatura, a galvanoplastia com estanho é um processo eficiente, pois requer menos energia.

Ligas especializadas

O baixo ponto de fusão do estanho facilita a sua combinação com outros metais para diferentes fins. O bronze (estanho e cobre) é mais forte e é utilizado para ferramentas, estátuas e maquinaria.

O estanho (estanho, antimónio e cobre) é utilizado para fazer copos, pratos e decorações.

Indústria médica

O estanho é utilizado nos domínios médicos, especialmente na medicina dentária. Ajuda a reduzir a toxicidade dos materiais dentários. O seu baixo ponto de fusão facilita o seu processamento para estas aplicações.

Aplicações a baixa temperatura

Uma vez que o estanho é estável a baixas temperaturas, é utilizado em aplicações em que os materiais devem ter um bom desempenho em condições de frio.

Por exemplo, o estanho é utilizado em certas aplicações criogénicas em que os metais têm de funcionar a temperaturas de congelação sem se partirem.

Conclusão

Em suma, o baixo ponto de fusão do estanho é uma propriedade importante que afecta a forma como pode ser utilizado. O seu baixo ponto de fusão também significa que não pode ser utilizado em locais muito quentes.

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