Aplicações e ocorrências

Informações sobre ocorrência, usos no cotidiano e aplicações dos elementos químicos.

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escova e creme dental em desenho
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Quanto do elemento flúor existe no…
Universo – 4×10^-5% da massa (400 ppb)
Corpo humano – 0,0037% da massa (37 ppm)
Crosta terrestre – 0,054% da massa (540 ppm)
Oceano – 1.3×10^-4% da massa (1,3 ppm)

Onde podemos encontrar o flúor?
– em minerais; principalmente na criolita (Na3•AlF6), fluorita (CaF2) e fluorapatita (Ca5(PO4)3F).

Quais são as principais aplicações do elemento flúor?
– o composto hexafluoreto de urânio (UF6) é uma das formas utilizadas no enriquecimento do urânio para uso em usinas nucleares e bombas atômicas
– uma grande quantidade de medicamentos contém átomos de flúor nas moléculas dos princípios ativos
– compostos contendo flúor são adicionados na água potável e em cremes dentais para diminuir a incidência de cáries; e ressaltando que não é o gás flúor (F2) que é adicionado na água ou em cremes dentais
– gases fluorados são utilizados em refrigeradores e ares-condicionados; com o problema destes compostos terem participação como gás de efeito estufa, e na forma clorada afetam a camada de ozônio
– ácido fluorídrico (HF) encontra aplicação na marcação de vidros e na indústria química
– o famoso Teflon (politetrafluoretileno) é um polímero que contém flúor
– na produção de fungicidas e herbicidas
– na produção de hexafluoreto de enxofre (SF6); gás utilizado como meio isolante

Fontes:
– WolframAplha (pro); na coleta dos dados
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tabela com usos dos elementos

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cartoon de nuvens e ceu azul
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Quanto do elemento oxigênio existe no…
Universo – 1% da massa
Corpo humano – 61% da massa é de átomos de oxigênio
Crosta terrestre – 46% da massa
Oceano – 86% da massa

Onde podemos encontrar o oxigênio?
– no ar que respiramos; com uma proporção de 21,94% do volume
– em minerais; principalmente nos silicatos (ligado ao silício) e óxidos em geral
– na forma de ozônio (O3); em maior concentração numa faixa de 20 a 30 – lembrando que o ozônio é relativamente tóxico se respirado

Quais são as principais aplicações do elemento oxigênio?
– em soldagem e corte de metais
– na siderurgia para produção de aço
– em instalações hospitalares para manutenção da vida
– em foguetes como agente oxidante
– na indústria química; na produção de etileno glicol, por exemplo
– em cilindros de mergulho ou escalada em altitudes elevadas

Texto e edição da imagem realizados por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ).

Fontes:
– WolframAlpha (pro)
– ENGHAG, Per. Encyclopedia of the elements: technical data-history-processing-applications. John Wiley & Sons, 2008.

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tabela com usos dos elementos

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homem mostrando músculos
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Quanto do elemento nitrogênio existe no…
Universo – 0,1% da massa (1000ppm)
Corpo humano – 2,6% da massa
Crosta terrestre – 0,002% da massa (20ppm)
Oceano – 5×10^-5 % da massa (0,5ppm)

Onde podemos encontrar o nitrogênio?
– a atmosfera terrestre é a primeira coisa que lembramos quando se trata do nitrogênio; neste caso temos a molécula (N2) compondo 78.1% de todo o volume atmosférico
– está também presente em vários compostos orgânicos; não na mesma frequência que o carbono, mas com elevada importância na composição das proteínas, nas quais os aminoácidos contém pelo menos um átomo de nitrogênio em sua composição
– tanto em adubos orgânicos quanto em adubos químicos; justamente pela necessidade do elemento para o metabolismo dos seres vivos – sendo que praticamente metade dos átomos de nitrogênios existentes no corpo humano tem sua origem em fertilizantes químicos

Quais são as principais aplicações do elemento nitrogênio?
– o nitrogênio (N2) na sua forma líquida, por estar em baixas temperaturas (abaixo de -196°C), encontra aplicação em conversação de material biológico e em refrigeração
– no preenchimento de algumas lâmpadas incandescentes; para aumentar a vida útil do filamento
– na produção de alguns tipos de ligas metálicas resistentes
– no preenchimento de algumas embalagens de alimentos; para diminuir a quantidade de oxigênio e atrasar os processos de oxidação
– no combate a incêndio em ambientes que não podem ter controle de chama por água, espuma ou outro produto que possa danificar algum equipamento ou material
– no enchimento de alguns tipos de pneus; sendo este uso necessário apenas em casos específicos
– como gás inerte em processos laboratoriais e industriais; como na produção de nylon e poliéster, por exemplo

Texto e edição da imagem realizados por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ).

Fontes:
– WolframAlpha (pro)
– ENGHAG, Per. Encyclopedia of the elements: technical data-history-processing-applications. John Wiley & Sons, 2008.
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tabela com usos dos elementos

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card com pássaro colorido
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Quanto do elemento carbono existe no…
Universo – 0,5% da massa
Corpo humano – 23% da massa de um ser humano é constituída por átomos de carbono
Crosta terrestre – 0,18% da massa
Oceano – 0,0028% da massa (28ppm)

Onde podemos encontrar o carbono?
– Como você pode ver acima, o carbono é bastante abundante. A química orgânica é praticamente toda sobre moléculas que contém algum átomo de carbono em sua estrutura.
– alguns tipos de meteoritos tem elevado teor de carbono em sua composição (até 3%); e são chamados de condrito carbonáceo
– na forma de grafite
– em gás natural, petróleo e carvão mineral
ligado ao oxigênio para formar o CO2; presente na atmosfera e dissolvido na água
– na forma de diamantes naturais e sintéticos
– na forma de carbonatos em rochas; principalmente calcita (CaCO3)

Quais são as principais aplicações do elemento carbono?
– na geração de energia e abastecimento de máquinas; pelo uso do gás natural, carvão e petróleo
– o isótopo carbono 14 é utilizado na datação de material orgânico; com antiguidade não maior do que 60.000 anos
diamantes são usados na joalheria e os de origem sintética tem grande aplicação na fabricação de ferramentas de corte (devido à sua elevada dureza)-
– adicionado na metalurgia para a produção de aço
– diversos alótropos de carbono – como nanotubos, grafeno, fulerenos, etc – têm sido objeto de pesquisa com foco no desenvolvimento de novos produtos
– carbono finamente dividido pode ser adicionado em tintas e em pneus
– na fabricação de lápis e outros instrumentos de escrita e desenho
– na forma de carvão ativado – material com grande área superficial – encontra muitas aplicações, como na purificação de gases, filtração de água, purificação de bebidas alcoólicas, etc
– em tecnologia nuclear o grafite pode ser usado como um moderador de nêutrons
– na fabricação de escovas em motores elétricos

OBS: esta lista de aplicações é apenas um resumo de tudo o que pode ser feito com o carbono

Fonte:
– WolframAlpha (pro)
– ENGHAG, Per. Encyclopedia of the elements: technical data-history-processing-applications. John Wiley & Sons, 2008.

Texto escrito e imagem traduzida por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ).
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tabela com usos dos elementos

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card com raquete de tênis
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Quanto do elemento boro existe no…
Universo – 1×10^-7 % da massa (1ppb)
Corpo humano – 7×10^-5 % da massa do corpo humano (0,7ppm)
Crosta terrestre – 8.6×10^-4 % da massa (8,6ppm)
Oceano – 4.4×10^-4 % da massa (4,4ppm)

Onde podemos encontrar o boro?
– na Terra é encontrado principalmente na forma dos minerais borax (Na2B4O7·10H2O) e kernita (Na2B4O6(OH)2·3H2O)
– os principais depósitos de minerais contendo boro estão localizados em: Califórnia, Estados Unidos; Kirka, Turquia; Chile; China e região de Vladivostok na Rússia.

Quais são as principais aplicações do elemento boro?
– o principal uso é na produção de cerâmica e vidros (55% do consumo mundial)
– em detergentes e sabões
– na agricultura
– retardadores de chama
– equipamentos esportivos
– fogos de artifício (pirotecnia); o material pode queimar com uma cor verde característica
– medicamento; por exemplo em colírios e antissépticos
– materiais abrasivos; nitreto e carbeto de boro
– pesquisado como combustível para foguetes; apesar dos compostos para este fim terem uma elevada toxicidade
– o isótopo boro-10 é usado em alguns processos nucleares
– inseticida e fungicida; na forma de ácido bórico
– adicionado na fabricação de ligas metálicas
– possível aplicação em semicondutores

Fonte:
WolframAlpha (pro)
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tabela com usos dos elementos

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desenho cartoon de uma bateria
Quanto do elemento lítio existe no…
Universo – 6×10^-7 % da massa
Corpo humano – 3×10^-6 % da massa de uma pessoa é composta por lítio (30ppb)
Crosta terrestre – 0.0017 % da massa da crosta do planeta Terra (17ppm)
Oceano – 1.8×10^-5 % da massa (180ppb)

Onde podemos encontrar o lítio?
– em minerais como: lepidolita (KLi2Al(Al,Si)3O10(F,OH)2), espodumênio (LiAl(SiO3)2), ambligonita e petalita.
– em desertos de sal (salares); vários deles localizados na América do Sul

Para que serve o lítio?
– em baterias; sendo bastante comuns as que usam íons de lítio em sua composição. Também pode ser usado para fabricar pilhas (baterias não recarregáveis)
– adicionado em vidros para reduzir o coeficiente de expansão térmica e baixar o ponto de fusão
– compostos com lítio são usados na produção de plásticos, borrachas sintéticas e medicamentos.
– em química orgânica o Li3AlH6 (hidreto de alumínio e lítio) é usado como agente redutor
– ligas de alumínio que contém uma pequena quantidade do elemento são mais leves, e são utilizadas na fabricação das asas e componentes estruturais; nestes casos a quantidade de lítio adicionado costuma não ser maior do que 2,5%
– na forma de carbonato de lítio é usado como medicamento psiquiátrico; o composto também encontra aplicação na indústria – do alumínio e na fabricação de baterias
– na área nuclear o elemento pode ser usado em reatores de geração de energia e em bombas termonucleares
– na fabricação de graxas e lubrificantes
– o fluoreto de lítio tem aplicações ópticas interessantes por ser um cristal transparente à radiação ultravioleta de onda curta
– na fabricação de cerâmicas resistentes ao calor e ao choque térmico; inclusive com uso na cozinha
– na secagem de ambientes úmidos; o LiCl é bastante higroscópico
– LiH tem sido pesquisado como uma possibilidade na estocagem de hidrogênio; com a dificuldade de ser um composto instável

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Fontes:
– ENGHAG, Per. Encyclopedia of the elements: technical data-history-processing-applications. John Wiley & Sons, 2008.
– WolframAlpha (Pro)
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tabela com usos dos elementos