Category Archives: 19 – K – Potássio

Elements songs

Em 1959, Tom Lehrer decidiu cantar o nome de todos os 101 elementos químicos conhecidos até então, sobre a melodia da música “I Am The Very Model Of A Modern Major-General (The Major-Generals Song)”, da “opera buffa” The Pirates of Penzance, composta por Sir Arthur Sullivan em 1879. Segue abaixo a gravação original de Lehrer, seguida de uma apresentação mais recente da música original de Sullivan:

The element song (Tom Lehrer 1959)

There’s antimony, arsenic, aluminum, selenium,

And hydrogen and oxygen and nitrogen and rhenium,

And nickel, neodymium, neptunium, germanium,

And iron, americium, ruthenium, uranium,

Europium, zirconium, lutetium, vanadium,

And lanthanum and osmium and astatine and radium,

And gold and protactinium and indium and gallium, (gasp)

And iodine and thorium and thulium and thallium.

There’s yttrium, ytterbium, actinium, rubidium,

And boron, gadolinium, niobium, iridium,

And strontium and silicon and silver and samarium,

And bismuth, bromine, lithium, beryllium, and barium.

There’s holmium and helium and hafnium and erbium,

And phosphorus and francium and fluorine and terbium,

And manganese and mercury, molybdenum, magnesium,

Dysprosium and scandium and cerium and cesium.

And lead, praseodymium and platinum, plutonium,

Palladium, promethium, potassium, polonium,

And tantalum, technetium, titanium, tellurium, (gasp)

And cadmium and calcium and chromium and curium.

There’s sulfur, californium and fermium, berkelium,

And also mendelevium, einsteinium, nobelium,

And argon, krypton, neon, radon, xenon, zinc and rhodium,

And chlorine, carbon, cobalt, copper, tungsten, tin and sodium.

These are the only ones of which the news has come to Harvard,

And there may be many others but they haven’t been discovered.

I am the very model of a modern major-general

Gilbert and Sullivan’s raucous operatic tale is captured in all its fun and glory in this production, recorded live at Central Park’s Delacorte Theater.

Como complemento, segue abaixo uma gravação de Lehrer cantando a música em uma apresentação em Copenhagen (Dinamarca), em 1967:

Tom Lehrer – The elements (Copenhagen 1967)

The melody to The Elements is I Am The Very Model Of A Modern Major-General (The Major-Generals Song) from the opera buffa The Pirates of Penzance. It was composed by Sir Arthur Sullivan, and it was first premiered in New York on December 31st 1879. The original libretto for the opera was written by Sir William Schwenck Gilbert. Recording date: September 5th 1967 Location: Falkonercenteret, Copenhagen, Denmark Format: Most probably Ampex Quadruplex PAL 4:3 Status: A rare recording indeed Storage: Most probably Sony Digital Betacam and in a digital format Production and preservation: Danmarks Radio (DR) in Denmark More HERE:

Apresento a versão abaixo pela qualidade das imagens representando os elementos:

The Elements Song

spicytito15

Mais recentemente, Dennis Nowicki regravou a música de Lehrer, em andamento bem mais lento, e atualizando-a para os 118 elementos atualmente conhecidos:

Periodic Table of Elements Song – All 118 Elements

Satirist Tom Lehrer’s Elements song updated to the current 118 Elements. It’s a bit slower to help with easier memorization, and humbly performed by Dennis Nowicki.

There’s antimony, arsenic, aluminum, selenium,

and hydrogen, and oxygen, and nitrogen, and rhenium,

and nickel, neodymium, neptunium, germanium,

and iron, americium, ruthenium, uranium,

Europium, zirconium, lutecium, vanadium,

and lanthanum, and osmium, and astatine, and radium

and gold, protactinium, and indium, and gallium,

and iodine, and thorium, and thulium, and thallium.

There’s yttrium, ytterbium, actinium, rubidium

and boron, gadolinium, niobium, iridium,

and strontium, and silicon, and silver, and samarium,

and bismuth, bromine, lithium, beryllium, and barium.

There’s holmium, and helium, and hafnium, and erbium,

and phosphorus, and francium, and fluorine, and terbium,

and manganese, and mercury, molybdenum, magnesium,

dysprosium, and scandium, and cerium, and cesium,

and lead, praseodymium, and platinum, plutonium,

palladium, promethium, potassium, polonium,

and tantalum, technetium, titanium, tellurium,

and cadmium, and calcium, and chromium, and curium.

There’s sulfur, californium, and fermium, berkelium,

and also mendelevium, einsteinium, and nobelium,

and argon, krypton, neon, radon, xenon, zinc, and rhodium,

and chlorine, carbon, cobalt, copper, tungsten, tin, and sodium.

There’s seaborgium, meitnerium, nihonium, and bohrium,

and hassium, lawrencium, dubnium, livermorium,

tennessine, oganneson, copernicium, flerovium,

Rutherfordium, darmstadtium, roentgenium, moscovium.

118 elements, I think we’ve got these covered

But, who knows, there may still be more that are yet undiscovered.

Em 2013, o canal ASAP Science publicou uma nova música, dessa vez listando os elementos por ordem crescente de número atômico, sobre um acompanhamento de Can Can. Segue abaixo a versão original, e dois vídeos particularmente bem ilustrados (por Andy Tsang e Engineered Labs):

The New Periodic Table Song

AsapSCIENCE – Tema

2013

The Most Colorful (and Cute) Periodic Table (ASAPSCIENCE Song in 2021)

Andy Tsang

The Periodic Table Song with real elements

Engineered Labs

Encontrei no canal KLT uma música impressionante de mais de 47 minutos, na qual cada elemento se apresenta brevemente em forma de rap cantado:

Periodic Table of Elements Song

KLT

Também fiquei bem impressionado com esta música de David Newman, que lista todos os elementos em ordem crescente de número atômico:

These Are The Elements (Periodic Table Song, in order)

David Newman

2011

E por fim, seguem abaixo a versão original (gravada no disco Here Comes Science, de 2009) e uma versão acústica (gravada em 2010) da música “Meet the Elements”, da banda They Might Be Giants:

They Might Be Giants – Meet The Elements (oficial TMBG video)

TMBGkids

Meet The Elements (Acoustic Version) – They Might Be Giants 26 June 2010

astralbee

Jogos químicos

Educational Card Game about Radioactive Decay in Atoms

Top 5 Board Games About Chemistry

How to Play Valence

How to Play Periodic

How To Play – Covalence: A Molecule Building Card Game (by John Coveyou)

Ion: A Compound Building Game – A Science Game on the Chemistry of Ions and Neutral Compounds

Festas químicas

Chemical Dance Party 2014

LSU Skit: Chemical Dance Party

Chemical Party Extended Widescreen

Chemical Party in Dresden

Chemical Party

Chemical Party (2º ano Dom Bosco)

Chemical Party

Chemical Party

CHEMICAL PARTY

QuímicArte

Periodic Tales: The Art of the Elements

ELEMENTS : THE BEAUTY OF CHEMISTRY

Highlights of the launch of ELEMENTS : THE BEAUTY OF CHEMISTRY exhibition in SCIENCE GALLERY, Trinity College Dublin in July 2011

Beautiful Elements – Periodic Table of Videos

These portraits of elements are an exhibit was part of “The Elements” exhibition at Science Gallery, Dublin, Ireland. Included are Mercury, Iron, Gold, Platinum, Uranium, Calcium, Carbon, Silicon, Radium, Arsenic, Cobalt, Argon, Copper and Lead.

Irish Elements – Periodic Table of Videos

We visit a display of elements in Dublin, Ireland, including some quirky periodic tables. Our own Irishman, Darren Walsh, pays a visit to the Science Gallery.

Cloreto de Prata

De acordo com Silva, o cloreto de prata é um importante sal da química inorgânica, e é composto de um cátion de prata e um ânion de cloro. Ambos são monovalentes (capazes de realizar apenas uma ligação). É conhecido pelos cientistas por sua insolubilidade em água e fotossensibilidade quando está no estado sólido. Quando aquecido ou sob iluminação, produz prata metálica (Ag) e gás cloro (Cl2), como mostra a equação abaixo:

O AgCl possui diversas aplicações, como antídoto para envenenamento por mercúrio (Hg), fabricação de vidros coloridos e eletroquímica (cf. Silva). Contudo, veremos sua aplicação em filmes fotográficos.

Nos anos 1830, William Henry Fox Talbot sucedeu em criar uma combinação eficaz de nitrato de prata e cloreto de prata que ele usou para revelar imagens que captara com uma câmera obscura. Nesta época, Talbot descobriu que o excesso de cloreto fazia o papel menos sensível à luz e usou este efeito para estabilizar suas imagens. Junto com o cloreto, Talbot também usou brometo de potássio e iodeto de potássio para estabilizar suas fotografias (Hirsch 2018:175).

Os filmes fotográficos feitos a partir de cloreto de prata são geralmente usados para impressões de alta qualidade com grandes negativos. Eles têm um excelente tamanho e valor tonal, caracterizados por partes escuras ricas e fáceis de tonificar (Hirsch 2018:131).

Atualmente, existem três emulsões principais de papel fotográfico: cloreto, brometo e clorobrometo. A maioria dos papéis fotográficos é feita de clorobrometo, a mistura de cloreto e brometo, com uma pequena quantidade de iodeto de prata. A proporção de cloreto de prata para brometo de prata determina a tonalidade e a velocidade com que o papel será revelado. Papéis com uma maior quantidade de cloreto de prata são geralmente mais devagares e produzem tons mais quentes do que papéis com predominância de brometo de prata, que são mais rápidos e produzem uma imagem com tons mais frios (Hirsch 2018:131).

A glicina, aminoácido não essencial, quando combinada aos papéis de cloreto de prata ou de clorobrometo, produz tonalidades marrom claro ou sépia. A glicina também é usada em combinação à hidroquinona (substância usada na pele para clarear manchas escuras) com o objetivo de favorecer as áreas claras da imagem (Hirsch 2018:142).

Bibliografia

HIRSCH, Robert. 2018. Photographic Possibilities. New York: Routledge.

SILVA, André. Sem ano. Cloreto de Prata. InfoEscola. Disponível em: https://www.infoescola.com/quimica/cloreto-de-prata/

Alumínio (Chemistry Explained)


Visão Global

O alumínio é encontrado na linha 2, grupo 13 da tabela periódica. A tabela periódica é um gráfico que mostra como os elementos químicos estão relacionados entre si. Elementos na mesma coluna geralmente têm propriedades químicas semelhantes. O primeiro elemento desse grupo é o boro. No entanto, o boro é muito diferente de todos os outros membros da família. Portanto, o grupo 13 é conhecido como família de alumínio. O alumínio é o terceiro elemento mais abundante na crosta terrestre, ficando atrás do oxigênio e do silício. É o metal mais abundante. Surpreende, portanto, que o alumínio tenha sido descoberto relativamente tarde na história da humanidade. O alumínio ocorre naturalmente apenas em compostos, nunca como um metal puro. Remover o alumínio de seus compostos é bastante difícil. Um método barato para produzir alumínio puro não foi desenvolvido até 1886.

Símbolo
Al

NÚMERO ATÔMICO
13

MASSA ATÔMICA
26.98154

FAMÍLIA
Grupo 13 (IIIA)
Alumínio

Hoje, o alumínio é o metal mais utilizado no mundo depois do ferro. É usado na fabricação de automóveis, materiais de embalagem, equipamentos elétricos, máquinas e construção civil. O alumínio também é ideal para latas e folhas de cerveja e refrigerantes, pois pode ser derretido e reutilizado ou reciclado.

Descoberta e nomeação

O alumínio foi nomeado para um de seus compostos mais importantes, o alume. O alúmen é um composto de potássio, alumínio, enxofre e oxigênio. O nome químico é sulfato de alumínio e potássio, KAl (SO .
Ninguém sabe ao certo quando o alume foi usado pela primeira vez por seres humanos. Os antigos gregos e romanos estavam familiarizados com o alume composto. Foi extraído no início da Grécia, onde foi vendido aos turcos. Os turcos usaram o composto para fazer um belo corante conhecido como vermelho da Turquia. Registros indicam que os romanos estavam usando alume desde o primeiro século a.C.
Essas pessoas primitivas usavam o alume como adstringente e mordente. Um adstringente é um produto químico que faz com que a pele se junte. Polvilhar alume sobre um corte faz com que a pele se feche sobre o corte e inicie sua cicatrização. Um mordente é usado no pano de tingimento. Poucos corantes naturais grudam diretamente no tecido. Um mordente se liga ao tecido e o corante se liga ao mordente.
Com o tempo, os químicos começaram gradualmente a perceber que o alume poderia conter um novo elemento. Em meados da década de 1700, o químico alemão Andreas Sigismund Marggraf (1709-82) afirmou ter encontrado uma nova “terra” chamada alumina no alume. Mas ele não conseguiu remover um metal puro do alume.
A primeira pessoa a realizar essa tarefa foi o químico e físico dinamarquês Hans Christian Oersted (1777-1851). Oersted aqueceu uma combinação de alumina e amálgama de potássio. Um amálgama é uma liga de metal e mercúrio. Nesta reação, Oersted produziu uma amálgama de alumínio – metal de alumínio em combinação com mercúrio. Ele não conseguiu, no entanto, separar o alumínio do mercúrio.

Hoje, o alumínio é o metal mais utilizado no mundo depois do ferro.

O metal de alumínio puro foi finalmente produzido em 1827 pelo químico alemão Friedrich Wöhler (1800-82). Wöhler usou um método aperfeiçoado pelo químico inglês Sir Humphry Davy (1778-1829), que conseguiu isolar vários elementos durante sua vida. Wöhler aqueceu uma mistura de cloreto de alumínio e metal potássio. Sendo mais ativo, o potássio substitui o alumínio, conforme mostrado a seguir:

O alumínio puro pode então ser coletado como um pó cinza, que deve ser derretido para produzir o alumínio brilhante que é mais familiar para os consumidores.

Após o trabalho de Wöhler, foi possível, mas muito caro, produzir alumínio puro. Custou tanto que quase não havia usos comerciais para ele.

Vários químicos perceberam o quanto era importante encontrar uma maneira mais barata de preparar o alumínio. Em 1883, o químico russo VA Tyurin encontrou uma maneira mais barata de produzir alumínio puro. Ele passou uma corrente elétrica através de uma mistura fundida (derretida) de criolita e cloreto de sódio (sal comum de mesa). A criolita é o fluoreto de alumínio e sódio (Na AlF ). Nos anos seguintes, métodos semelhantes para isolar o alumínio foram desenvolvidos por outros químicos na Europa.

O avanço mais dramático na pesquisa sobre alumínio foi realizado por um estudante universitário nos Estados Unidos. Charles Martin Hall (1863-1914) era um estudante do Oberlin College em Oberlin, Ohio, quando se interessou pelo problema da produção de alumínio. Usando equipamento caseiro em um galpão de madeira atrás de sua casa, ele obteve sucesso ao passar uma corrente elétrica através de uma mistura fundida de criolita e óxido de alumínio (Al ).

O método de Hall era muito mais barato que qualquer outro método anterior. Após sua descoberta, o preço do alumínio caiu de cerca de US $ 20 / kg (US $ 10 / lb) para menos de US $ 1 / kg (cerca de US $ 0,40 / lb). A pesquisa de Hall mudou o alumínio de um metal semiprecioso para um que poderia ser usado em muitos produtos do cotidiano.

Propriedades físicas

O alumínio é um metal prateado com um tom levemente azulado. Possui um ponto de fusão de 660 ° C (1.220 ° F) e um ponto de ebulição de 2.327-2.450 ° C (4.221-4.442 ° F). A densidade é de 2,708 gramas por centímetro cúbico. O alumínio é dúctil e maleável. Dúctil significa ser capaz de ser puxado para fios finos. Maleável significa ​​capazes de serem martelados em folhas finas.

O alumínio é um excelente condutor de eletricidade. Prata cobre são melhores condutores que alumínio, mas são muito mais caros. Os engenheiros estão procurando maneiras de usar o alumínio com mais frequência em equipamentos elétricos por causa de seus custos mais baixos.

Propriedades quimicas

O alumínio tem uma propriedade interessante e muito útil. No ar úmido, combina-se lentamente com o oxigênio para formar óxido de alumínio:

O óxido de alumínio forma um revestimento esbranquiçado muito fino no metal de alumínio. O revestimento evita que o metal reaja mais com o oxigênio e protege o metal contra corrosão adicional (ferrugem). É fácil ver o óxido de alumínio nos móveis de exterior de alumínio e no revestimento da casa sem pintura.

O alumínio é um metal bastante ativo. Reage com muitos ácidos quentes. Também reage com álcalis. Um alcalino é um produto químico com propriedades opostas às de um ácido. Hidróxido de sódio (lixívia comum) e água de cal são exemplos de álcalis. É incomum para um elemento de reagir com ambos os ácidos e álcalis. Dizem que esses elementos são anfotéricos.

O alumínio também reage rapidamente com água quente. Em pó, pega fogo rapidamente quando exposto a chamas.

Alumínio: Metal precioso?

Antes dos químicos desenvolverem modos de baixo custo para a produção de alumínio puro, ele foi considerado um metal precioso. De fato, em 1855, uma barra de metal de alumínio puro foi exibida na Exposição de Paris. Ele foi colocado ao lado das joias da coroa francesa! O alumínio é um excelente condutor de eletricidade.

Ocorrência na natureza

A abundância de alumínio na crosta terrestre é estimada em cerca de 8,8%. Ocorre em muitos minerais diferentes.

A bauxita, uma complicada mistura de compostos que consiste em alumínio, oxigênio e outros elementos, é a principal fonte comercial de alumínio.

Grandes reservas de bauxita são encontradas na Austrália, Brasil, Guiné, Jamaica, Rússia e Estados Unidos. O maior produtor de metal de alumínio são os Estados Unidos; Os estados que produzem mais alumínio são Montana, Oregon, Washington, Kentucky, Carolina do Norte, Carolina do Sul e Tennessee.

Isótopos

Existe apenas um isótopo de alumínio que ocorre naturalmente, o alumínio-27. Isótopos são duas ou mais formas de um elemento. Os isótopos diferem entre si de acordo com o número de massa. O número gravado à direita do nome do elemento é o número da massa. O número de massa representa o número de prótons mais nêutrons no núcleo de um átomo do elemento. O número de prótons determina o elemento, mas o número de nêutrons no átomo de qualquer elemento pode variar. Cada variação é um isótopo.

O alumínio possui seis isótopos radioativos. Um isótopo radioativo libera energia ou partículas subatômicas para reduzir a massa atômica e se tornar estável. Quando a emissão produz uma alteração no número de prótons, o átomo não é mais o mesmo elemento. As partículas e a energia emitida pelo núcleo são chamadas radiação. O processo de decomposição de um elemento para outro é conhecido como deterioração radioativa.

Nenhum isótopo radioativo de alumínio tem uso comercial.

Extração

A produção de alumínio é um processo de duas etapas. Primeiro, o óxido de alumínio é separado da bauxita pelo processo Bayer. Nesse processo, a bauxita é misturada ao hidróxido de sódio (NaOH), que dissolve o óxido de alumínio. Os outros compostos da bauxita são deixados para trás.

O óxido de alumínio é então tratado com um processo semelhante ao método de Hall. Não há criolita natural suficiente para produzir todo o alumínio necessário; portanto, a criolita sintética (artificial) é fabricada para esse fim. A reação química é a mesma com o criolito sintético e com o criolito natural. Cerca de 21 milhões de toneladas de alumínio foram produzidas em 1996 por esse processo de duas etapas.

Usos

O alumínio é usado como metal puro, em ligas e em uma variedade de compostos. Uma liga é feita derretendo e misturando dois ou mais metais. A mistura tem propriedades diferentes das dos metais individuais. As ligas de alumínio são classificadas em séries numeradas de acordo com os outros elementos que contêm.

A classificação 1000 é reservada para ligas de metal de alumínio quase puro. Eles tendem a ser menos fortes do que outras ligas de alumínio, no entanto. Esses metais são utilizados nas partes estruturais dos edifícios, como guarnições decorativas, em equipamentos químicos e como refletores de calor.

A série 2000 é uma liga de cobre e alumínio. São muito fortes, resistentes à corrosão (ferrugem) e podem ser usinado ou trabalhado com muita facilidade. Algumas aplicações das ligas de alumínio da série 2000 são em painéis de caminhões e peças estruturais de aeronaves.

A série 3000 é composta de ligas de alumínio e manganês. Essas ligas não são tão fortes quanto a série 2000, mas também têm boa usinabilidade. As ligas desta série são usadas para utensílios de cozinha, tanques de armazenamento, móveis de alumínio, placas de sinalização rodoviária e coberturas.

As ligas da série 4000 contêm silício. Eles têm baixos pontos de fusão e são usados ​​para fazer soldas e adicionar cor cinza ao metal. As soldas são ligas de baixo ponto de fusão usadas para unir dois metais entre si. As séries 5000, 6000 e 7000 incluem ligas constituídas por magnésio, magnésio e silício e zinco, respectivamente. Eles são usados ​​na produção de navios e embarcações, peças para guindastes e suportes de armas, pontes, peças estruturais em edifícios, peças de automóveis e componentes de aeronaves.

O maior uso único de alumínio está no setor de transporte (28%). Fabricantes de carros e caminhões, como o alumínio e ligas de alumínio porque são muito fortes e leves. As empresas estão usando mais produtos de alumínio em carros elétricos. Esses carros devem ser leves para economizar energia da bateria. General Motors, Ford e Chrysler anunciaram projetos avançados de carros novos, nos quais os produtos de alumínio serão usados ​​mais extensivamente. Os produtores de alumínio também planejam fabricar uma variedade maior de rodas para carros e caminhões.

Vinte e três por cento de todo o alumínio produzido chega às embalagens. Folhas de alumínio, latas de cerveja e refrigerantes, tubos de tinta e recipientes para produtos domésticos, como sprays de aerossol, são todos feitos de alumínio.

Quatorze por cento de todo o alumínio é destinado à construção civil. Janelas e caixilhos de portas, telas, coberturas e revestimentos, assim como a construção de casas móveis e partes estruturais de edifícios, dependem do alumínio.

Os 35% restantes de alumínio entram em uma gama impressionante de produtos, incluindo fios e eletrodomésticos, motores de automóveis, sistemas de aquecimento e refrigeração, pontes, aspiradores de pó, utensílios de cozinha, móveis de jardim, máquinas pesadas e equipamentos químicos especializados.

Compostos

Uma quantidade relativamente pequena de alumínio é usada para fazer uma grande variedade de compostos de alumínio. Esses incluem:

sulfato de amónio de alumínio (Al (NH ) (SO ): mordente, purificação de água e de tratamento de efluentes, produção de papel, aditivo alimentar, curtimento de couro

borato de alumínio (Al ): produção de vidro e cerâmica

boro-hidreto de alumínio (Al (BH : aditivo em combustíveis para aviação

cloreto de alumínio (AlCl ): fabricação de tintas, antitranspirante, refino de petróleo, produção de borracha sintética

fluorossilicato de alumínio (Al (SiF ): produção de pedras sintéticas, vidro e cerâmica

hidróxido de alumínio (Al (OH) ): antiácido, mordente, purificação de água, fabricação de vidro e cerâmica, impermeabilização de tecidos

fosfato de alumínio (AlPO ): fabricação de vidro, cerâmica, produtos de celulose e papel, cosméticos, tintas e vernizes e na fabricação de cimento dentário

sulfato de alumínio ou alúmen (Al (SO ): fabricação de papel, mordente, sistema de extintor de incêndio, purificação de água e tratamento de esgoto, aditivo alimentar, retardador de fogo e retardante de fogo, e curtimento de couro

Efeitos na saúde

O alumínio não tem função conhecida no corpo humano. Há algum debate, no entanto, sobre seus possíveis efeitos na saúde. Na década de 1980, alguns cientistas da área da saúde ficaram preocupados com o fato de o alumínio estar associado à doença de Alzheimer. Esta é uma condição que afeta mais comumente as pessoas idosas, levando ao esquecimento e à perda de habilidades mentais. Ainda não está claro se o alumínio tem algum papel na doença de Alzheimer.

Algumas autoridades acreditam que respirar poeira de alumínio também pode causar problemas de saúde. Pode causar uma condição semelhante à pneumonia atualmente chamada aluminose. Novamente, não há evidências suficientes para apoiar essa visão.

FONTE: Disponível em: <Chemistry Explained>. Acessado em: 18 de novembro de 2019.
Tradução: Ferramenta do Google
Revisão: Gabriel H. A. Martins

Silício (Chemistry Explained)

Visão Global

O silício é membro do Grupo 14 (IVA) na tabela periódica. A tabela periódica é um gráfico que mostra como os elementos químicos estão relacionados entre si. O silício também faz parte da família do carbono. Outros elementos da família de carbono incluem carbono, germânio, estanho chumbo. O silício é um metalóide, um dos poucos elementos que possuem características de metais e não metais. O silício é o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, excedido apenas pelo oxigênio. Muitas rochas e minerais contêm silício. Exemplos incluem areia, quartzo, argila, pederneira, ametista, opala, mica, feldspato, granada, turmalina, amianto, talco, zircão, esmeralda e água-marinha. O silício nunca ocorre como um elemento livre. É sempre combinado com um ou mais outros elementos como um composto.

Símbolo
Si

NÚMERO ATÔMICO
14

MASSA ATÔMICA
28.0855

FAMÍLIA
Grupo 14 (IVA)
Carbono

No início de 1800, o silício era reconhecido como um elemento. Mas os químicos tiveram sérios problemas na preparação do silício puro porque ele se liga firmemente ao oxigênio. Os químicos levaram muitos anos para descobrir como separar o silício do oxigênio. Essa tarefa foi finalmente realizada em 1823 pelo químico sueco Jons Jakob Berzelius (1779-1848). A aplicação mais importante do silício é em equipamentos eletrônicos. O silício é um dos melhores materiais para fazer transistores e chips de computador. O peso total de silício usado para esse fim é relativamente pequeno. Quantidades muito maiores são usadas, por exemplo, para fazer ligas metálicas. Uma liga é feita derretendo e misturando dois ou mais metais. A mistura tem propriedades diferentes das dos metais individuais.

Descoberta e nomeação

Em certo sentido, os humanos sempre usaram silício. Quase toda rocha ou mineral natural contém algum silício. Então, quando os povos antigos construíram cabanas de barro ou templos de arenito, estavam usando compostos de silício.

Mas ninguém pensou no silício como um elemento até o século XIX. Então, vários químicos tentaram separar o silício dos outros elementos com os quais ele é combinado na terra. O cientista inglês Sir Humphry Davy (1778-1829) desenvolveu uma técnica para separar elementos que se ligam firmemente. Ele derreteu esses compostos e passou uma corrente elétrica através deles. A técnica foi bem-sucedida na produção de sódio livre ou elementar , potássio, cálcio e vários outros elementos pela primeira vez. Mas ele falhou com o silício.

Berzelius também tentou isolar o silício usando um método semelhante ao de Davy. Ele misturou metal de potássio fundido (derretido) com um composto conhecido como fluoreto de silício de potássio (K SiF ). O resultado foi um novo elemento – silício.

O químico escocês Thomas Thomson (1773-1852) sugeriu o nome silício, baseado na palavra latina para “pederneira”, silex (ou silidos). Ele acrescentou a desinência -on porque o novo elemento era muito parecido com boro e carbono. Assim, o nome do novo elemento foi aceito como silício.

Alguns estudos interessantes foram feitos sobre silício nos próximos anos. O químico alemão Friedrich Wohler (1800-82) produziu uma série de compostos conhecidos como silanos. Esses compostos contêm silício, hidrogênio e, às vezes, outros elementos.

silano mais simples é o tetra-hidreto de silício (SiH ). Este composto também é chamado de silano.

Um grupo de compostos conhecidos como siloxanos foi produzido aproximadamente ao mesmo tempo. Os siloxanos são compostos de silício, oxigênio e um grupo orgânico. Os compostos orgânicos contêm carbono.

Silanos e siloxanos não foram descobertos na busca pela resposta a qualquer pergunta prática. Os químicos estavam apenas curiosos sobre os tipos de compostos que poderiam produzir com silício. Mas muitos anos depois, os químicos fizeram algumas descobertas interessantes. Ambos os grupos de compostos têm alguns usos práticos muito importantes. Por exemplo, os compostos conhecidos como silicones são uma forma dos siloxanos.

Propriedades físicas

O silício é um metalóide, um elemento com propriedades de metais e não metais. O silício existe em duas formas alotrópicas. Alótropos são formas de um elemento com diferentes propriedades físicas e químicas. Um alótropo está na forma de cristais brilhantes, pretos acinzentados, semelhantes a agulhas ou placas planas. O segundo alótropo não possui estrutura cristalina e geralmente ocorre como um pó marrom.

O ponto de fusão do silício é 1.410 ° C (2.570 ° F) e o ponto de ebulição é 2.355 ° F (4.270 ° F). Sua densidade é de 2,33 gramas por centímetro cúbico. O silício tem uma dureza de cerca de 7 na escala de Mohs. A escala de Mohs é uma maneira de expressar a dureza de um material. Vai de 0 (para talco) a 10 (para diamante).

O silício é um semicondutor. Um semicondutor é uma substância que conduz uma corrente elétrica melhor que um não condutor – como vidro ou borracha – mas não tão bem quanto um condutor – como cobre ou alumínio. Os semicondutores têm aplicações importantes na indústria eletrônica.

Propriedades quimicas

O silício é um elemento relativamente inativo à temperatura ambiente. Não combina com oxigênio ou com a maioria dos outros elementos. Água, vapor e a maioria dos ácidos afetam muito pouco o elemento. Em temperaturas mais altas, no entanto, o silício se torna muito mais reativo. No estado fundido (derretido), por exemplo, combina-se com oxigênio, nitrogênio, enxofre, fósforo e outros elementos. Também forma um número de ligas muito facilmente no estado fundido.

Ocorrência na natureza

O silício é o segundo elemento abundante na crosta terrestre. Estima-se que sua abundância seja de cerca de 27,6% da crosta. Ele ocupa apenas o segundo lugar no oxigênio. Algumas autoridades acreditam que mais de 97% da crosta é feita de rochas que contêm compostos de silício e oxigênio.

O silício foi detectado no sol e nas estrelas. Também ocorre em certos tipos de meteoritos conhecidos como aerólitos ou “meteoritos pedregosos”. Meteoritos são pedaços rochosos que caem na superfície da Terra de fora da atmosfera da Terra.

O silício nunca ocorre como um elemento livre na natureza. Sempre ocorre como um composto com oxigênio, magnésio, cálcio, fósforo ou outros elementos. Os minerais mais comuns são aqueles que contêm dióxido de silício, de uma forma ou de outra. Estes são conhecidos como silicatos.

Isótopos

Existem três isótopos naturais de silício: silício-28, silício-29 e silício-30. Os isótopos são duas ou mais formas de um elemento. Os isótopos diferem entre si de acordo com o número de massa. O número gravado à direita do nome do elemento é o número da massa. O número de massa representa o número de prótons mais nêutrons no núcleo de um átomo do elemento. O número de prótons determina o elemento, mas o número de nêutrons no átomo de qualquer elemento pode variar. Cada variação é um isótopo.

Também são conhecidos cinco isótopos radioativos de silício. Um isótopo radioativo é aquele que se separa e emite alguma forma de radiação. Isótopos radioativos são produzidos quando partículas muito pequenas são disparadas em átomos. Essas partículas grudam nos átomos e os tornam radioativos.

Nenhum dos isótopos radioativos de silício tem uso comercial.

Extração

O silício é preparado pelo aquecimento do dióxido de silício com carbono. O carbono substitui o silício no composto. O silício formado é de 96 a 98 por cento puro.
Muitas aplicações de silício requerem um produto muito puro. Métodos foram desenvolvidos para produzir silício com pelo menos 99,97% de silício puro. Esta forma de silício é chamada silício hiper-puro.

Usos

Talvez o uso mais conhecido do silício seja em dispositivos eletrônicos. O silicone Hyperpure é usado em transistores e outros componentes de dispositivos eletrônicos. Também é usado para fabricar células fotovoltaicas (solares), retificadores e peças para circuitos de computadores. Uma célula fotovoltaica é um dispositivo que converte a luz solar em energia elétrica. Um retificador é um dispositivo elétrico para alterar um tipo de corrente elétrica (corrente alternada ou CA) para outro tipo de corrente elétrica (corrente contínua ou CC). Quase sem exceção, todo o vidro contém dióxido de silício.

O maior uso único de silício, no entanto, é na fabricação de ligas. As ligas de silício mais importantes são aquelas feitas de ferro e aço, alumínio e cobre. Quando o silício é produzido, de fato, sucata e metal às vezes são adicionados ao forno. Assim que o silício é produzido, ele reage com ferro e aço para formar ferrosilício. Ferrosilicon é uma liga de ferro ou aço e silício. É usado para dois propósitos principais. Primeiro, pode ser adicionado ao aço para melhorar a resistência e a tenacidade do aço. Segundo, ele pode ser adicionado durante o processo de fabricação do aço para remover as impurezas do aço que está sendo fabricado.

A indústria do alumínio utiliza grandes quantidades de silício nas ligas. Essas ligas são usadas para fazer moldes e no processo de soldagem. A soldagem é um processo pelo qual dois metais são unidos. Ligas de silício, alumínio e magnésio são muito resistentes à corrosão (ferrugem). Eles são frequentemente usados ​​na construção de grandes edifícios, pontes e veículos de transporte, como navios e trens.

Compostos

Vários compostos de silício têm usos importantes. O dióxido de silício (areia) é usado na fabricação de vidro, cerâmica, abrasivos, como aditivo alimentar, em sistemas de filtragem de água, como material isolante, em cosméticos e produtos farmacêuticos (drogas), e na fabricação de papel, borracha e inseticidas. Cada uma dessas aplicações pode ser objeto de uma longa discussão por si só. Por exemplo, os humanos fabricam vidro há milhares de anos. Hoje, dezenas de diferentes tipos de vidro são produzidos, cada um com propriedades e usos especiais. Mas quase sem exceção, todos eles contêm dióxido de silício.

Outro composto importante é o carboneto de silício (SiC). O carboneto de silício também é conhecido como carborundo. É uma das substâncias mais difíceis conhecidas, com uma dureza de cerca de 9,5 na escala de Mohs. O carborundo é amplamente utilizado como abrasivo, um material em pó usado para moer ou polir outros materiais. O carborundo também possui propriedades refratárias. Um material refratário pode suportar temperaturas muito altas refletindo o calor. Materiais refratários são usados ​​para revestir o interior dos fornos utilizados para manter temperaturas muito altas.

Outro grupo importante de silício são os silicones. Os silicones têm uma incrível variedade de usos. Estes incluem brinquedos (Silly Putty e Superballs), lubrificantes, materiais à prova de intempéries, adesivos (colas), agentes espumantes, fluidos de freio, cosméticos, agentes de polimento, isolamento elétrico, materiais para reduzir a vibração, escudos para equipamentos sensíveis, implantes cirúrgicos e peças para motores de automóveis.

Efeitos na saúde

As informações sobre os efeitos do silício na saúde são limitadas. Alguns estudos mostram que o silício pode ser necessário em quantidades muito pequenas pelas plantas e alguns animais. Um estudo mostrou, por exemplo, que galinhas que não receberam silício em sua dieta desenvolveram pequenos problemas de saúde. No geral, o silício provavelmente não tem efeitos positivos ou negativos na saúde humana.

No entanto, um sério problema de saúde chamado silicose está associado ao dióxido de silício (SiO ). O dióxido de silício ocorre de várias formas na terra. A areia comum é quase puro dióxido de silício.

Em algumas indústrias, a areia é moída em um pó muito fino que entra no ar. Quando os trabalhadores inalam o pó, ele viaja pela boca, desce pela garganta e entra nos pulmões. O pó de dióxido de silício pode bloquear as pequenas passagens de ar nos pulmões pelas quais passam o oxigênio e o dióxido de carbono. Quando isso acontece, ocorre silicose.

A silicose é semelhante à pneumonia. A pessoa acha difícil respirar. Quanto mais tempo for exposto ao pó de dióxido de silício, pior será o problema. Nos piores casos, a silicose resulta em morte devido à incapacidade de respirar adequadamente.

FONTE: Disponível em: <Chemistry Explained>. Acessado em: 08 de novembro de 2019.
Tradução: Ferramenta do Google
Revisão: Gabriel H. A. Martins

Elementos químicos na Folha de Sp. (Outubro/2019)

[3 – Li – Lítio]

Lítio (Chemistry Explained)

Visão Global

O lítio é o primeiro membro da família de metais alcalinos. Os metais alcalinos são os elementos que compõem o Grupo 1 (IA) da tabela periódica. A tabela periódica é um gráfico que mostra como os elementos químicos estão relacionados entre si. Os metais alcalinos incluem sódio, potássio, rubídio, césio frâncio. O lítio também é o menos denso de todos os metais. Tem uma densidade de cerca de metade da da água.
O crédito pela descoberta do lítio costuma ser atribuído ao químico sueco Johan August Arfwedson (ou Arfvedson; 1792-1841). Arfwedson encontrou o novo elemento em um mineral que havia sido identificado pela primeira vez cerca de vinte anos antes pelo cientista brasileiro José Bonifácio de Andrada e Silva (1763-1838). Esse mineral, petalita, ainda hoje é uma das principais fontes de lítio.
O lítio tem vários usos importantes e interessantes. Nos últimos anos, tem sido usado para fabricar baterias leves e eficientes. Os compostos de lítio também foram utilizados para tratar um distúrbio mental conhecido como transtorno bipolar.

SÍMBOLO
Li

NÚMERO ATÔMICO
3

MASSA ATÔMICA
6.941

FAMÍLIA
Grupo 1 (IA)
Metal Alcalino

Descoberta e nomeação

As primeiras pistas para a existência de lítio surgiram em 1800. De Andrada era um cientista e estadista brasileiro que visitava a Escandinávia. Durante uma de suas viagens ao interior, ele encontrou um mineral que não reconheceu. Ele chamou o mineral petalita.
Alguns cientistas não estavam convencidos de que a petalita era um novo mineral. Mas em 1817, o mesmo mineral foi redescoberto na ilha de Utö. O interesse pelo mineral cresceu.
Arfwedson ficou preocupado com os resultados de sua análise da petalita. Em seus estudos, ele não conseguiu identificar 10% do mineral. Ele finalmente concluiu que os 10% que faltam devem ser um novo elemento. Ele chamou o novo elemento lítio, da palavra grega lithos para “pedra”.
Arfwedson não foi capaz de produzir lítio puro. Cerca de um ano depois, no entanto, o químico sueco William Thomas Brande (1788-1866) e o inglês Sir Humphry Davy (1778-1829) conseguiram extrair o metal puro de seus compostos.

Propriedades físicas

O lítio é um metal prateado muito macio. Possui um ponto de fusão de 180,54 ° C (356,97 ° F) e um ponto de ebulição de cerca de 1.335 ° C (2.435 ° F). Sua densidade é de 0,534 gramas por centímetro cúbico. Em comparação, a densidade da água é de 1.000 gramas por centímetro cúbico. A dureza do lítio na escala de Mohs é de 0,6. A escala de Mohs é uma maneira de expressar a dureza de um material. Vai de 0 (para talco) a 10 (para diamante). Uma dureza de 0,6 significa que o material pode ser arranhado com uma unha.

Propriedades quimicas

O lítio é um elemento ativo, mas não tão ativo quanto os outros metais alcalinos. Reage lentamente com a água à temperatura ambiente e mais rapidamente a temperaturas mais altas. Ele também reage com a maioria dos ácidos, liberando gás hidrogênio . O lítio não reage com o oxigênio à temperatura ambiente, mas acima de 100 ° C o faz para formar óxido de lítio (Li 0). Sob as condições adequadas, o elemento também combina com enxofre, hidrogênio, nitrogênio e halogênios.

Ocorrência na natureza

A abundância de lítio na crosta terrestre é estimada em cerca de 0,005%. Que o coloca entre os 15 principais elementos encontrado na terra. Os minérios mais comuns de lítio são espodumeno, petalita e lepidolita. O lítio também é obtido da água salgada. À medida que a água salgada evapora, os sólidos dissolvidos são deixados para trás. Esses sólidos incluem cloreto de sódio (NaCl), cloreto de potássio (KCl) e cloreto de lítio (LiCl).
O maior produtor mundial de lítio são os Estados Unidos. Três das maiores minas dos EUA estão localizadas em Silver Peak, Nevada, e Kings Mountain e Bessemer City, Carolina do Norte. Outros grandes produtores de compostos de lítio são Austrália, Rússia, Canadá, Zimbábue, Chile e China.

Isótopos

Existem dois isótopos naturais de lítio, lítio-6 e lítio-7. Isótopos são duas ou mais formas de um elemento. Os isótopos diferem entre si de acordo com o número de massa. O número gravado à direita do nome do elemento é o número da massa. O número de massa representa o número de prótons mais nêutrons no núcleo de um átomo do elemento. O número de prótons determina o elemento, mas o número de nêutrons no átomo de qualquer elemento pode variar. Cada variação é um isótopo.
Além disso, três isótopos radioativos de lítio foram produzidos. Um isótopo radioativo é aquele que se separa e emite alguma forma de radiação. Isótopos radioativos são produzidos quando partículas muito pequenas são disparadas em átomos. Essas partículas grudam nos átomos e os tornam radioativos. Nenhum desses isótopos tem qualquer aplicação comercial importante.

Extração

Os compostos de lítio são primeiro convertidos em cloreto de lítio (LiCl). Então, uma corrente elétrica é passada através de cloreto de lítio derretido A corrente separa o composto em gás de lítio e cloro.

Usos e compostos

O metal de lítio e seus compostos têm muitos usos. Duas das aplicações mais significativas são no campo de vidro e cerâmica e na produção de alumínio. A adição de uma pequena quantidade de carbonato de lítio (Li CO ) a um vidro ou cerâmica torna o material mais forte. Exemplos do uso de carbonato de lítio são panelas resistentes a choques (como a marca Pyrex) e tubos de televisão em preto e branco. Cerca de 40% do lítio usado nos Estados Unidos em 1996 foram para essas aplicações.
O carbonato de lítio é adicionado ao vidro para torná-lo mais forte. As panelas Pyrex são feitas com esse tipo de vidro.
Os produtores de alumínio também usam carbonato de lítio na preparação de metal de alumínio a partir de óxido de alumínio. O carbonato de lítio reduz o calor necessário para fazer a reação ocorrer. Como resultado, os produtores economizam dinheiro usando menos energia. Em 1996, cerca de 20% de todo o carbonato de lítio produzido nos Estados Unidos foram para esse aplicativo.
Outro composto importante de lítio é o estearato de lítio. O estearato de lítio é adicionado ao petróleo para formar uma graxa lubrificante espessa. A graxa é usada em muitas aplicações industriais porque não quebra a altas temperaturas, não fica dura quando resfriada e não reage com água ou oxigênio no ar. As graxas de lítio são usadas em aplicações militares, industriais, automotivas, aeronaves e marítimas. O estearato de lítio também é usado como aditivo em cosméticos e plásticos. No geral, a fabricação de estearato de lítio é o terceiro uso mais importante dos compostos de lítio após a fabricação de vidros e cerâmica e a produção de alumínio.
O primeiro uso comercial de lítio foi na produção de ligas. Uma liga é feita derretendo e misturando dois ou mais metais. A mistura tem propriedades diferentes das dos metais individuais. As primeiras ligas de lítio incluíam chumbo e eram usadas para fazer rolamentos rígidos de esferas para máquinas.

Sentindo-se melhor com lítio

Um novo e empolgante uso do carbonato de lítio foi descoberto em 1949. John Cade (1912-80), um médico australiano, descobriu que pacientes com transtorno bipolar se beneficiavam do uso de carbonato de lítio. O transtorno bipolar é uma condição conhecida como transtorno maníaco-depressivo. A condição é caracterizada por dramáticas mudanças de humor. Uma pessoa pode ser muito feliz e despreocupada em um momento, mas terrivelmente deprimida no momento seguinte. Alguns pacientes ficam tão deprimidos que cometem suicídio. Até 1949, não havia tratamento eficaz para o transtorno bipolar.
O Cade descobriu que a maioria dos pacientes que tomavam carbonato de lítio ficava aliviada de pelo menos alguns de seus sintomas. Seus pontos “altos” não eram tão altos, e seus pontos “baixos” não eram tão baixos. O composto ajudou alguém com transtorno bipolar a ter uma vida mais calma e normal. Hoje, mais de 60% das pessoas com transtorno bipolar se beneficiam dos tratamentos com lítio.
Como na maioria dos medicamentos, os compostos de lítio podem ter efeitos colaterais. Eles podem causar náusea, tontura, diarréia, boca seca e ganho de peso. Mas esses efeitos colaterais geralmente podem ser controlados. E costumam ser um pequeno preço a pagar pelo alívio dos terríveis efeitos do transtorno bipolar.
Hoje, as ligas de lítio mais usadas são feitas de alumínio ou magnésio. Essas ligas são muito leves, mas muito fortes. Eles são usados ​​para placas de blindagem e em aplicações aeroespaciais.
Os compostos de lítio também são usados ​​como catalisadores em muitos processos industriais diferentes. Um catalisador é uma substância usada para acelerar ou desacelerar uma reação química. O catalisador não sofre nenhuma alteração durante a reação. Por exemplo, um catalisador de lítio é usado para fabricar borracha resistente, forte e sintética (artificial). Ele não precisa ser vulcanizado (tratado termicamente) como borracha natural.
O lítio tornou-se importante na fabricação de baterias. Uma bateria é um dispositivo para converter energia química em energia elétrica. As baterias de carro usam uma reação química entre chumbo e ácido sulfúrico para produzir energia elétrica.
As baterias de lítio são muito mais leves que as baterias de chumbo e ácido sulfúrico. Eles também reduzem o uso de chumbo e cádmio tóxicos. As baterias de lítio são usadas em produtos como relógios, microcomputadores, câmeras, pequenos aparelhos, jogos eletrônicos, brinquedos e muitos tipos de veículos militares e espaciais.
Os compostos de lítio tendem a prejudicar os rins.

Efeitos na saúde

O lítio e seus compostos têm uma série de efeitos no corpo humano. Por exemplo, compostos de lítio tendem a prejudicar os rins. E o carbonato de lítio (Li CO ) pode afetar a saúde mental de uma pessoa.

FONTE: Disponível em: <Chemistry Explained>. Acessado em: 01 de novembro de 2019.
Tradução: Ferramenta do Google
Revisão: Gabriel H. A. Martins

Elementos químicos na Folha de Sp. (Setembro/2019)

[1 – H – Hidrogênio]