ensaios

Textos e ensaios sobre os elementos químicos da tabela periódica.

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destaque de uma conserva
O desejo de obter conservas de vegetais com uma agradável cor esverdeada, levava aos fabricantes do produto e donas de casa recorrerem a técnicas nada saudáveis.

No ano de 1852 o jornal londrino de medicina – The London Lancetlançava um alerta sobre a presença de elevadas quantidades de cobre em conservas.

A origem da contaminação por cobre poderia ser da inocente e perigosa dica de um popular livros de receitas da época, que sugeria o uso de uma pequena moeda de cobre durante o cozimento ou então o descanso do produto durante algumas horas em um recipiente de bronze ou latão (ligas que contém cobre). Como também a contaminação poderia ser intencional, com a adição sais de cobre ou cozimento em recipientes deste metal para obter a desejada cor esverdeada nos vegetais em conserva.

Referências da época indicam que os testes para detectar cobre na conserva poderiam utilizar amônia, que revelaria pela cor azulada da solução a presença do cobre em quantidades não adequadas para o consumo; ou então em casos extremos o teste poderia ser feito até com uma agulha metálica (ferro) imersa na conserva, que após algumas horas ficaria recoberta com uma camada de aparência acobreada. Tal camada ocorreria pela redução dos íons cobre presente em solução e consequente depósito do metal sobre a superfície da agulha.

Atualmente a contaminação por cobre nos alimentos ainda é motivo de preocupação, mas os níveis são bem menores e as técnicas de detecção muito mais sensíveis.

Fontes:
A Treatise on Adulterations of Food and Culinary Poisons
Fredrick Accum
Salt: a world history
Mark Kurlansky

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

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Por que alguém iria querer 12300 toneladas de prata?
Para construir uma bomba atômica!

A prata não faz parte de uma bomba atômica, mas foi necessária durante a Segunda Guerra Mundial, e por um motivo bem específico, para a construção de um gigantesco sistema de calutrons.

Esses calutrons são essencialmente espectrômetros de massa dedicados à separação de isótopos de urânio (separar o U-235 do U-238); estes sim, componentes das primeiras bombas atômicas construídas.

Detalhe de um calutron da planta Y 12
Alpha Calutron

A técnica de separação de isótopos de urânio desenvolvida pelo físico Ernest Orlando Lawrence, durante o Projeto Manhattan, necessitava de uma complicada e gigantesca estrutura, construída na cidade de Oak Ridge, nos EUA, e batizada de planta Y-12.

Só que a construção no complexo em Y-12 enfrentava um problema, a grande quantidade de cobre que seria necessária para manufatura de fiações elétricas. E na época da Segunda Guerra Mundial a possível falta de cobre poderia ser um grave problema estratégico. O que usar então no lugar do cobre? A prata! Um excelente condutor elétrico, mas muito mais caro e de uso restrito que o cobre.

Onde conseguir a enorme quantidade de prata necessária, digamos, as 12300 toneladas para ser mais preciso? Simples, pedir emprestado para quem detém o poder e o dinheiro, o Departamento do Tesouro dos Estados Unidos.

A tarefa de pedir emprestado ficou para o Coronel Kenneth D. Nichols, que no ano de 1943 fez uma visita ao Subsecretário do Tesouro, na época cargo ocupado por Daniel W. Bell. Ficou então acertado o empréstimo do material, mas só após uma curiosa discussão sobre qual unidade de medida seria mais adequada para representar tamanha quantidade do metal; e também a forma de entrega e transporte.

O empréstimo era com dois Vs, de Vai e Volta. E a promessa foi cumprida após o final da Segunda Guerra com o retorno da prata ao Tesouro, restando apenas 67 toneladas em Y-12, que permaneceram no prédio 9731, com o nobre objetivo de separação de isótopos para uso na medicina e pesquisa científica. Que foi completamente devolvida em 1970.

É bom ressaltar que pela mesma discussão ocorrida entre Nichols e Bell, sobre qual unidade de medida utilizar, temos diversas fontes apresentando diversos valores da quantidade de prata que foi utilizada no projeto; ficamos com as quantidades apresentadas no livro ´The making of the atomic bomb´ de Richard Rhodes.

O vídeo abaixo conta mais alguns detalhes desta história.
(OBS: não possui legendas em português, apenas inglês)

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

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sol e mar em cores amareladas
Existe ouro na água do mar, e também prata, magnésio, bromo, cobre, manganês, entre diversos outros elementos. Mas antes de iniciar uma corrida pelo ouro marinho é bom ser avisado que a concentração deste ouro na água é extremamente baixa, com uma média de 0,0000000098 gramas (9,8.10^ -9g) do metal para cada tonelada de água. O que já desanima os mais ansiosos pelo enriquecimento, pois as tentativas de extração teriam um custo maior do que o valor obtido pela venda do ouro.

Não se desiste antes de tentar! Foi isto que aconteceu em meados do século XX, quando químicos pensaram que conseguiriam desenvolver um processo para garimpar ouro puro das intermináveis águas do oceano. Até mesmo o famoso químico alemão Fritz Haber, da Universidade de Berlin, abriu mão de anos de sua vida tentando encontrar uma maneira de extrair ouro das águas do mar. Esforço feito no intuito de pagar a divida de seu país, gerada durante a primeira guerra mundial.

rosto do químico alemão

Fritz Haber

Os primeiros exploradores do ouro marinho só não contavam com a grande dificuldade que teriam para ter sucesso com essa extração, pois para conseguir um grama de ouro teriam que processar uma infindável quantidade de toneladas de água, isso levaria à gastos tão altos que nem mesmo o ouro que conseguiriam, seria capaz de cobrir os prejuizos.

Talvez se pensassem que o volume aproximado de toda a água nos oceanos é de 1,35.10^21 litros, com cálculos poderíamos chegar ao valor de um total de 14.000 toneladas de ouro em todos os mares. Muito ouro, mas muito diluído.

No entanto, contudo este fato não impediu que muitas pessoas passassem suas vidas tentando obter ouro, ou pelo roubo, transmutação de chumbo pela alquimia ou até mesmo extraí-lo da água do mar. Tudo sem sucesso.

Mais informações em
Gold in seawater
Earth and Planetary Science Letters
Volume 98 (2), Maio 1990, páginas 208-221

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Creative commons

Porque alguém iria querer lavar os olhos com mercúrio? O protagonista deste estranho acontecimento é Thomas Midgley Junior, talvez o químico mais odiado de todos os tempos, mas isto é uma outra história.

Tudo aconteceu por volta do ano de 1911, quando Midgley estava trabalhando na empresa Dayton Metal Product, e sofreu um acidente envolvendo uma válvula de um cilíndro de hidrogênio. Na ocasião o diafragma de segurança do cilindro rompeu explosivamente lançando farpas de metal no rosto de Midgley, vindo muitos destes pedaços a se alojar na córnea do olho direito.

O socorro médico conseguiu remover os pedaços maiores que estavam no olho, mas pequenos fragmentos permaneciam atrapalhando a visão, pelo temor do médico que a tentativa de remoção poderia causar danos irreversíveis à visão. E a situação estava cada vez mais incômoda para Thomas, não se concretizando a crença do médico de que os fragmentos iriam se deslocar por gravidade para uma região menos importante da visão, e a irritação na região do olho se intensificava junto com o aumento do desconforto no outro olho.

Cansado de sofrer, o químico Thomas Midgley resolveu tomar uma atitude drástica. Ele sabia, mesmo sem análise, que as farpas poderiam ser de uma liga contendo bismuto, estanho e chumbo. Desta forma percebeu que poderia remover o metal do olho com a formação de uma amálgama. Mas para formar esta amálgama ele teria que utilizar o mercúrio metálico em seu olho.

A missão iniciou com uma purificação do mercúrio pelo tratamento com ácido nítrico diluído, e posterior redestilação. Em seguida aplicando aos poucos mercúrio líquido durante duas semanas, ele conseguiu remover todas as farpas e recuperar totalmente sua visão.

Mas, e o mercúrio não é tóxico?
Sim, é tóxico. Quando na sua forma líquida e metálica, o elemento tem uma menor capacidade se infiltrar no corpo e o perigo potencial de intoxicação é um pouco menor, mas ainda existe.

A decisão de Thomas Midgley foi realmente um ato de desespero e não deve ser repetida.

FONTES:
http://blogs.nature.com/thescepticalchymist/2011/08/mercury_eyewash_anyone.html
https://dx.doi.org/10.1021/ie50117a017

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

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careta pelo fedor
“O cheiro é tão persistente, que é necessário evitar a vida social por vários meses, a fim de não incomodar outras pessoas “, declarou M. Heeren em artigo publicado em 1861, no qual comentava sobre a manipulação de compostos contendo telúrio. Problema também relatado em 1840 por F. Wöhler, que dizia “e por seu cheiro forte e persistente ligado à repulsa, que ninguém gostaria de experimentar uma segunda vez”.

O mau cheiro pode ter sido um dos motivos pelos quais a pesquisa envolvendo compostos de telúrio avançou lentamente, durante o século seguinte voltou a ter destaque com relevações mediante estudos publicados em 1955 pelo grupo de W. Rheinboldt, “que boa parte das classes dos compostos orgânicos de telúrio, são sólidos e até mesmo inodoros, dando enfâse aos aromáticos”. Contudo existem aqueles com baixo peso molecular e baixa volatilidade, necessitam de maiores cuidados no seu manuseio, devido ao seu odor bastante acentuado e impregnante, sendo necessário evitar o contato com a pele e sua inalação para evitar o inesperado “bafo de alho” – provavelmente causado pelo telureto de dimetila que resulta da metabolização do telúrio no organismo.

Existem grandes semelhanças com alguns compostos de selênio, enxofre e telúrio pelo fato de ambos terem compostos tão fedorentos que chega a ser desanimador o seu manuseio e até mesmo pelo fato de confundi-lo um com o outro. O selênio por constar características que coincidem com o telúrio, levou o seu descobridor Jöns. J. Berzelius acreditar que estava trabalhando com o mesmo, mas logo percebeu que estava manipulando um elemento que ele desconhecia, mas com características bastantes semelhantes ao telúrio.

A química orgânica do telúrio conquistou um espaço notável na literatura nos últimos 10 anos, portanto, hoje tornou-se bem mais fácil dominar os compostos contendo telúrio, por saber identificar quais são potencialmente fedorentos e quais são inodoros. Além disso foram desenvolvidos métodos para inibir os precursores de mal cheiro, portanto é possível fazer uso do telúrio elementar em sua composição como ponto inicial, fazendo com que gerem reativos intermédiarios, e se prossiga com a técnica sem maiores aborrecimentos.

Fontes:
– Add a Little Tellurium to Your Synthetic Plans! – Aldrichimica ACTA VOL. 33, NO. 2 – 2000
– Novos Aspectos de Antigas Reações de Compostos de Telúrio – Química Nova 16(2), pag. 138 – 1993
Os malcheirosos – Pesquisa FAPESP Online

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ).

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Desde a década de 50 a General Electric (GE) começou a trabalhar no uso do boro, mais especificamente com os em hidretos de boro, ou boranos, como combustível de alta energia. Os hidretos de boro, incluindo diborano (H4B2), tetraborano (H6B4) e o pentaborano (H9B5) são compostos interessantes, pois geram grandes volumes de gases quentes em um curto período de tempo, sendo propícios para serem utilizados em sistemas de propulsão de foguetes.

O objetivo era desenvolver uma base de pesquisa para que a partir dali fosse possível permitir uma futura expansão para uma instalação de produção de hidretos do boro e para avaliar estes combustíveis em foguetes.

Em 1947, a General Electric (GE) preparou uma pequena quantidade de diborano no que foi a primeira instalação para fazer esse ingrediente na sua forma pura. No entanto, os primeiros testes de combustão utilizando o diborano gasoso e oxigênio gasoso iniciaram no ano seguinte, em 1948. Em 1952, eles foram capazes de produzir pequenas quantidades de ambos, os diborano e pentaborano em uma nova planta piloto.

General Electric (GE) caracterizou estes combustíveis, investigando suas propriedades físicas, forma de manuseio, armazenamento, ignição, e as qualidades de combustão. Testes de queima com pentaborano e hidrazina, este último um outro famoso combustível utilizado em foguetes, foram feitos porque essa combinação teoricamente daria ao propulsor um alto desempenho.

Investigações provaram que hidretos de boro eram manuseáveis ​​e que poderiam ser armazenados por períodos de tempo razoavelmente longos, no entanto, a eficiência da combustão foi muito baixa, bem abaixo dos valores teóricos. Isto devido às dificuldades dos compostos de boro em obter queima rápida e completa dentro da câmara de combustão.

Por fim, tais resultados desfavoráveis, a elevada toxicidade desses combustíveis, e os constantes acidentes, foram motivos de eles não serem aprofundados.

Boa parte da história da pesquisa e desenvolvimento dos combustíveis à base de compostos contendo boro, foi mantida em relativo segredo e com pouca divulgação dos problemas existentes. Justamente porque nenhum militar americano desejava que os russos obtivessem qualquer sucesso na corrida pelo desenvolvimento e melhoria de propulsão aeroespacial e bélica. Para os curiosos pelos detalhes resta tentar ter acesso a um raro livro sobre o assunto, intitulado ´The Green Flame: Surviving Government Secrecy´, e já fora de catálogo.

livro green flame

O Green Dragon (dragão verde), que era como os militares americanos apelidaram os compostos de boro, pela característica chama verde, teve a sua recente aparição em julho de 2000. Quando resíduos de pentaborano, ainda guardados desde a década de 50, foram destruídos em um processo batizado de Dragon Slayer (matador de dragões), no qual uma reação controlada com vapor de água resulta em ácido bórico, borax e hidrogênio, estes bem menos perigosos do que o temido pentaborano.

Fonte adicional:
History of liquid propellant rocket engines, por George Paul Sutton