geologia

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irídio aquecido em maçarico
É difícil determinar com precisão a exata abundância dos elementos químicos na crosta terrestre. Dependendo do método usado para se calcular, das considerações tomadas e da forma como comparamos, podemos ter resultados um tanto diferentes em uma lista dos elementos mais ou menos abundantes.

Abandonado um pouco o super preciosismo podemos dizer que o metal irídio é um dos elementos com menor abundância na crosta terrestre.

O canal ‘Thoisoi2 – Chemical Experiments! está publicando uma série de vídeos sobre os elementos químicos. O primeiro que publicamos aqui, com legendas em português(!), trata do metal irídio – sua raridade e estabilidade à reações químicas. Aproveito para pedir desculpas por algum erro na precisão das legendas, pois o autor dos vídeos tem um forte sotaque russo, e as legendas foram feitas primeiro em inglês para então serem traduzidas ao português. Deixe um comentário caso encontre erros que comprometam o entendimento do assunto.

Vídeo com legendas em português. Ative a legenda usando o botão CC que aparece no vídeo.

Legenda e texto escritos por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.

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representação gráfica do interrior do planeta Terra
De acordo com a pesquisa publicada na revista Geochemical Perspectives Letters, a quantidade de enxofre presente no núcleo da Terra é cerca de 10x mais do que no seu exterior. Cerca de 8,5×10^18 toneladas – isso mesmo! – e para efeitos de comparação, esta quantidade significa 10% da massa total da (nossa) Lua.
Para realizar este estudo foi necessário utilizar métodos geoquímicos indiretos para sondar o interior do núcleo da Terra; pois é impossível investigá-lo diretamente, devido à grande profundidade da região investigada.

Por muito tempo o núcleo da Terra era conhecido basicamente por conter elementos como ferro e níquel, mas presumia-se que o núcleo conteria também elementos mais leves, como: enxofre, silício, oxigênio e carbono.

Pesquisadores dizem que quando a Terra colidiu com um imenso corpo celeste (em um passado distante), arrancando parte do nosso planeta dando origem a nossa Lua, ocorreu a fenômeno relacionado com esta grande quantidade de enxofre, pois as evidências demonstram que provavelmente o impacto da colisão derreteu parte do manto da Terra, permitindo que um líquido rico em enxofre advindo do núcleo da Terra revestisse uma vasta camada entre o núcleo e a crosta terrestre.

Paulo Savage, do Departamento de Ciências da Terra da Universidade Durham, Reino Unido, investigador deste estudo, diz: “Estimamos que a quantidade de enxofre no núcleo é muito grande, em torno 8,5×10^18 toneladas Além disso, o trabalho reforça a teoria de que a Lua foi formada durante uma colisão entre a Terra e outro corpo celeste.”

Professor Graham Pearson, co-editor da Geochemical Perspectives Letters, comenta também: “A presença e a identidade de outros elementos no núcleo da Terra tem sido um dos problemas mais duradouros em geoquímica. Savage e colegas fornecem evidências muito elegantes, usando isótopos de cobre como traçadores, da realocação de grandes quantidades de enxofre do manto primitivo da Terra para o núcleo. Assim, o núcleo acaba por ser um bom lugar para se esconder quantidades muito substanciais de outros elementos além do ferro e níquel. Este estudo certamente irá incentivar outras pessoas a persistir na busca de evidências de outros elementos no núcleo – dados que são extremamente necessários para completar a nossa compreensão de como a Terra se formou e qual é o balanço de massa geoquímico da nossa Terra.”

Fonte: Earth’s core contains lots of sulphur

Artigo original em
Copper isotope evidence for large-scale sulphide fractionation during Earth’s differentiation

Texto escrito por Bruna Lauermann.

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jipe usado na missão apollo 17
Jipe usado na Lua durante a missão Apollo 17 (1972)

A Lua normalmente era considerada como um bom exemplo de um local livre de substâncias voláteis. No entanto, a história geológica do nosso satélite natural revela um passado vibrante e com semelhanças terrestres.

Em estudo publicado recentemente na revista científica Nature Geoscience um grupo de pesquisa, liderado por Diane T. Wetzel, investigou novamente as concentrações de carbono presentes em vidro vulcânico de amostras coletadas nas missões Apollo 15 e 17. As técnicas analíticas mais modernas permitiram um aprofundamento das informações que podem ser obtidas nessas amostras, e com isso foi possível perceber que as antigas erupções vulcânicas que ocorreram na Lua foram impulsionadas também por um processo de degaseamento (saída de gases) de monóxido de carbono (CO).

Em 2008, um artigo publicado por Alberto E. Saal e colaboradores já detalhava a presença de água nesse tipo de vidro vulcânico lunar em erupções que ocorreram a 3 bilhões de anos. Além disso demonstraram a presença dos elementos flúor, hidrogênio, enxofre e cloro em níveis condizentes com magma que possui uma similaridade em concentrações de voláteis com aqueles encontrados no manto superior na Terra.

Os dados obtidos por Wetzel também indicam que a quantidade de gases liberados durante as erupções lunares foram o suficiente para criar um efeito de ‘fontes de fogo’ (fire fountain) semelhantes aos vistos em erupções vulcânicas na Terra.

“Embora mais dados ajudariam a confirmar nossa hipótese, as evidências apresentadas sugerem uma origem em comum nos voláteis na Terra e Lua, e resulta em um importante reforço nos modelos de formação e evolução lunar”, conclui o artigo.

Artigo original em
Volatile content of lunar volcanic glasses and the presence of water in the Moon’s interior.
SAAL, Alberto E. et al. – Nature, v. 454, n. 7201, p. 192-195, 2008.

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.

Veja também
Titânio na Lua

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escultura para o hélio
Vamos fazer um passeio, percorrendo alguns locais importantes na história do hélio. A primeira parada será na cidade de Guntur, na Índia. Foi lá, que em 18 de agosto de 1868, o astrônomo Jules Jansen identificou a presença de um novo elemento, em uma análise do espectro da luz solar. A mesma constatação foi feita pelo inglês Norman Lockyer. Mas foi Edward Frankland que confirmou os dados e propôs o nome de ´helium´ ao novo elemento, isto em homenagem ao deus grego do Sol, Helios.

A próxima parada será em Londres, na Inglaterra. Foi lá, em 1895 – 27 anos após a descoberta em Guntur – que William Ramsay conseguiu isolar o hélio em uma amostra de mineral. Provando, desta forma, que seria possível encontrar o elemento também na Terra.

A primeira extração do hélio foi realizada em maio de 1903, na cidade de Dexter, no Texas (EUA). O achado ocorreu durante uma perfuração em busca de gás natural. A análise demonstrou que o gás continha apenas uma pequena quantidade de hélio. Mas foi só em 1917 que pesquisas apontaram que o hélio teria uso em balões dirigíveis.

A crescente importância econômica do hélio, levou aos Estados Unidos a criar reservas de hélio, o que ocorreu em 1925, com a implantação de um reservatório na cidade de Amarillo no Texas. No início a reserva apenas servia para abastecer dirigíveis, mas o elemento tornou-se mais importante durante a exploração espacial e Guerra Fria; pois quando liquefeito poderia ser usado como um potente agente refrigerante.
No entanto, a instalação em Amarillo foi desativada em 1995, com a coleta e venda do gás da reserva. A cidade de Amarillo chegou até a construir um monumento em homenagem ao gás.

Veja as informações no mapa interativo.

Visualizar Hélio em um mapa maior

Assista o passeio pelo Google Earth.

Vídeo criado e gentilmente cedido por Aline Santos.

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.

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professor sentado na areia
O que faz um senhor sentado na areia em Copacabana?
Se ele tiver um cabelo esquisito e usar uma gravata da tabela periódica, certamente será o professor Martyn Poliakoff.

Martyn em sua recente visita ao Brasil aproveitou a oportunidade para gravar mais vídeos sobre química. Neste ele faz curiosos comentários sobre a possibilidade de que a areia, basicamente óxido de silício (SiO2), possa guardar pequenas quantidades de composto de xenônio em sua estrutura.

Encontrar xenônio preso dentro de toda areia no mundo poderia explicar a sua concentração na atmosfera, considerada baixa se comparada com os demais gases nobres.

Este vídeo possui legendas em português. Se não está conseguindo ver as legendas, clique aqui e aprenda como ativar a visualização.

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.

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Neste vídeo idealizado pelo projeto ´Elements Unearthed´, o professor David D. Black explica as utilidades do berílio, os minerais nos quais é encontrado e um pouco sobre a geologia do berílio.

Primeira parte:

Berílio from Em Síntese on Vimeo.

(A segunda parte será divulgada dentro de alguns dias)

Transcrição do vídeo:

Berílio é o segundo metal mais leve, após o lítio. E tem propriedades, como a resistência à corrosão, e dureza cinco vezes maior do que
aço (por massa) o que o torna ideal para muitos usos. É
também muito raro. Embora amplamente espalhado pela crosta terrestre, é somente encontrado em quantidades úteis em poucos minerais fonte. A única fonte comercial de berílio, nos EUA, está localizada em uma região desértica isolada, em Utah ocidental, esta é a história daquele depósito e como é minerado, refinado e transformado no berílio metálico ligas e cerâmicas. Esta é a história de como o berílio é descoberto.

Vc já se perguntou de onde surgem os elementos? Como foram descobertos? Como são minerados, refinados e tornados nos produtos finais? Vc gostaria de saber como materiais como vidro, aço e concreto são feitos? Em saber como a energia é produzida? O impacto ambiental de produtos químicos perigosos
Ou a história da química. Grupos de estudantes de comunidades em todo país estão entrevistando cientistas, engenheiros e historiadores, para responder estas questões em:

A Descoberta Dos Elementos

Nossa descoberta e uso dos elementos químicos. Este episódio foi possível devido à ´Brush Resources´, produtora de produtos de berílio. Nosso expert no assunto é Phil Sabey, gerente de Tecnologia e Qualidade da da instalação de concentração da Brush Resources próximo de Delta, em Utah.

Usos do berílio

Se vc segurar uma peça de metal berílio em suas mãos vc pensará que é plástico, por causa de sua leveza. O berílio é muito requesitado em programas nucleares, É também empregado na indústria aeroespacial, a exploração do espaço profundo precisa do elemento mais sólido que temos, mais leve que alumínio, é cinco vezes mais rígido que o aço, para o mesmo peso. E forma ligas com metais, particularmente o cobre, com propriedades maravilhosas, com performance muito maior.

Com 4 % berílio e 96% cobre, terá uma liga com a dureza do aço para molas, e por volta de 95% da condutividade do cobre puro. Sobre a dureza, vc pode fazer ferramentas para exploração de gás e petróleo. Ferramentas não-magnéticas, para aplicações em computadores, Por causa de sua leveza, dureza, habilidade de absorver calor sem expandir, e outras propriedades, o berílio é usado em aplicações aeroespaciais.

É encontrado em muitas partes no Ônibus Espacial, tal como o sistema de freios, saída dos motores e nos para brisas. É usado para os segmentos de espelhos e outros componentes do Telescópio Espacial James Webb. Por causa de sua termoestabilidade o berilo pode lidar com o frio extremo do espaço melhor do que espelhos de vidro.

Os 18 segmentos de espelhos do Telescópio Webb que resultam em uma área de 25 metros quadrados. Que é várias vezes maior do que o espelho primário do telescópio Hubble. Por ser um telescópio de infravermelho seus componentes devem ser protegidos do Sol. Para captar o calor de galáxias muito distantes. Os segmentos de espelho de berílio devem perfeitamente moldados para criar uma parábola, numa temperatura de operação de 35 Kelvin. Foram testados em condições extremamente frias e as deformações anotadas, e então polidas para compensar as distorções.

– É transparente para os raios x. Então, outro uso para o berílio é nos equipamentos de raios-X, estes usualmente possuem uma janela de berílio. – O berílio é também usado para a estrutura de giroscópio guia de alta velocidade, nos foguetes Saturn-5. E em mísseis, e guia óptico de alta velocidade para satélites de meteorologia. Por ser opaco para nêutrons o berílio é usado como um moderador em reatores nucleares. E tubos de berílio são usados em guias de feixe de partículas no Large Hadron Collider (LHC) no Cern e no acelerador linear em Stanford, na Califórnia.

O berílio é usado pq a sua dureza permite que alto vácuo seja mantido dentro do tubo de berílio. Sua estabilidade térmica permite o cano em uma temperatura ideal, somente alguns graus acima do zero absoluto. E a natureza diamagnética do berílio não interfere com os fortes imãs usados para acelerar as partículas.

Um dos nossos clientes das ligas são para conectores, para computadores, automóveis eletrônicos, pela alta resistência à corrosão, corrosão pela água salgada, oxidação pelo ar, e o efeito memória, podem fazer um bom contato. Um exemplo, que deve ser de 70 ou dos 80, era o comando elétrico em janelas nos carros. Muitos falhavam, as indústrias resolveram o problema movendo os botões para o console, outros pagaram o preço de alguns cents por chave usando berílio e cobre nos contatos, deixando os comandos nas portas, que era mais conveniente para as pessoas

O berílio também tem excelentes propriedades acústicas, por causa de seu baixo coeficiente de expansão. E é usado para fazer os Tweeters em sistemas de alto-falantes de boa performance. Por causa de sua dureza e resistência ao desgaste, molas de liga de berílio e em balancim, são usados em relógios de precisão. E finalmente, ligas de berílio e cerâmicas são usadas em dissipadores de calor e contatos em aplicações eletrônicas e em telefones celulares e portas de carros.

No geral, o berílio é um elemento extremamente útil.

Fontes de berílio

O berílio é o primeiro membro da família dos alcalino-terrosos dos elementos. O que significa que é altamente reativo e facilmente ligado para formar compostos. Mas é difícil de separar como metal puro. Berílio foi descoberto Louis-Nicolas Vauquelin em 1798 como um componente do berilo e em esmeraldas.

Friedrich Wöhler e Antoine Bussy isolaram, independentemente, o berílio metálico em 1828 pela reação de potássio com cloreto de berílio. Sabemos agora que o berílio é encontrado somente em alguns poucos minerais. Incluindo a família do berilo e em bertrandita.

Berilo é um cristal hexagonal de ciclossilicato de berílio e alumínio. Pode ter várias cores dependendo das impurezas. Quantidades traço de cromo ou algumas vezes vanádio resultam em uma cor verde profunda, e é chamado esmeralda. Esmeraldas são consideradas jóias já a centenas de anos, hoje em dia a principal fonte de esmeraldas é a Colômbia, na América do Sul.


Colar de esmeraldas do acervo do National Museum of Natural History

Quantidades traço de íon ferro 2+ produzem uma variedade de verde azulado de berilo, chamado de água-marinha. Pequenas quantidades de ferro 3+, produzem matizes de berilo do amarelo dourado até um amarelo esverdeado chamado heliodoro.