ensaios

Textos e ensaios sobre os elementos químicos da tabela periódica.

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Bomba de combustível no Museu do Automóvel, em Gramado – Rio Grande do Sul. (Imagem de arquivo pessoal – Licença Creative Commons)
´Somente para uso em motores a combustível – Contém chumbo (tetraetil)´

“Há dois resultados possíveis: se o resultado confirma a hipótese, então você fez uma medição. Se o resultado for contrário à hipótese, então você fez uma descoberta.” Enrico Fermi

Na década de 50, o geoquímicos Clair Patterson trabalhava em pesquisas de datação de rochas, que por meio da investigação da proporção de isótopos de chumbo provenientes do decaimento radioativo do urânio, poderia descobrir a idade do material.

Precisão era uma necessidade no trabalho de Patterson, as medidas deveriam ser feitas de maneira cuidadosa e em equipamentos cada vez mais sensíveis.

Patterson julgava que a tarefa de determinar a proporção isotópica poderia ser relativamente simples. Estava enganado. As medidas sensíveis do equipamento resultavam em concentrações muito mais altas de chumbo do quer o esperado. Os experimentos eram repetidos, imaginando existir algum erro nos procedimentos. Mas os resultados eram os mesmos. O que poderia estar errado?

A única resposta poderia ser: contaminação! Algo no ambiente estava invadindo as amostra e causando os resultados estranhos. Mas o que era?

Patterson percebeu que o chumbo estava em tudo ao seu redor, desde os reagentes usados para dissolver as amostras, nas vidrarias e até na poeira no laboratório. As quantidades de contaminação eram baixas, mas o suficiente para atrapalhar na precisão dos resultados.

O próprio pesquisador precisou desenvolver demoradas metodologias para eliminar todo aquele problema. O que antes pensava ser fácil, mostrou ser algo que consumiria anos de trabalho.

Toda dedicação de Patterson com os níveis de chumbo o fez perceber que era devido à atividade humana, especificamente pelas industriais, por notar que os maiores níveis do metal ocorriam em amostras das últimas centenas de anos. E ainda, que as taxas de chumbo haviam subido dramaticamente nas últimas décadas.

O principal culpado, era um aditivo utilizado para aumentar a octanagem na gasolina, o tetraetil chumbo, em uso desde 1923. Cada um dos canos de descarga espalhava lentamente chumbo por toda a atmosfera terrestre.

Uma ironia nesta descoberta é que o trabalho de Patterson com amostras de sedimento marinho em grande profundidade, fundamentou a percepção da presença constante de chumbo proveniente da poluição. Amostras estas de interesse da indústria petrolífera, que pretendia entender a dinâmica dos sedimentos marinhos e aprimorar a extração do petróleo. A preocupação com a repercução da descoberta fez com que cortassem os recursos repassados para Patterson, e ainda que fizessem pressão para que agências de financiamento de pesquisa fizessem o mesmo.

Felizmente Patterson continuou com suas pesquisas, e foi um dos elementos responsáveis no alerta e perigo da presença constante do chumbo no meio ambiente.

Apesar de tudo, o uso do tetraetil chumbo só teve o seu banimento iniciado em 1976, nos EUA, e só recentemente em 2006 em alguns países. ( https://en.wikipedia.org/wiki/Tetraethyllead#Banning )

contém chumbo

Fonte: Nature’s Clocks: How Scientists Measure the Age of Almost Everything Doug Macdougall [livro ainda não disponível em português]

Veja mais sobre
Chumbo

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

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metal
Amostra de 2gramas de antimônio

Pequenos copos feitos com o metal antimônio eram populares na época de 1600, e eram utilizados como uma forma de eliminar doenças do corpo. A receita era simples, bastava deixar um pouco de vinho descansando durante a noite dentro deste copo, e então tomar uma certa quantidade do líquido no dia seguinte.

Por ser tóxico, o antimônio presente no vinho causava suor e vômitos, e acreditava-se que esta reação poderia ser uma forma de purgar as doenças. Tal efeito era talvez causado pela formação de tartarato de antimônio e potássio em uma reação do ácido tartárico presente no vinho com as paredes metálicas do recipiente.

Já a forma de um copo poderia ser uma forma de burlar as restrições ao uso de tratamentos a base de antimônio. Pois no período de 1560 a 1660, descrito como o ´Conflito do antimônio´ (Antimony war), existia uma disputa entre duas correntes da medicina, uma defendendo e outra criticando o uso de medicamentos contendo este metal. E tal conflito reunia diversos outros fatores e interesses, que iam além da constatação da eficácia ou toxicidade.

Outra forma de administrar o antimônio era por meio de pílulas metálicas, que eram engolidas com o objetivo de induzir a evacuação. E a história conta que a pílula poderia ser recuperada após a eliminação, lavada e guardada para um próximo uso. Este método podia ser repetido várias vezes e uma destas pílulas poderia ser passada de geração a geração.

Na medicina, substâncias a base de antimônio ainda encontram lugar em certos tratamentos, como por exemplo no combate à leishmaniose.

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

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plutônio na tabela periódica
O plutônio é tão interessante em sua história, que mereceu até um livro intitulado ´Plutonium: A History of the World’s Most Dangerous Element ´ (Plutônio: A história do elemento mais perigoso do mundo) ainda não disponível em português).
Aos poucos vamos abordar algumas destas interessantes histórias envolvendo o elemento.

49

O nome do elemento, e a sua abreviação, Pu, reservam a primeira surpresa. Na época, um elemento anteriormente descoberto tinha sido o Netúnio, batizado com este nome por causa do planeta Netuno (que não possui o elemento netúnio na sua composição). Portanto nada mais lógico do que optar pela sequência e batizar este novo elemento em homenagem ao planeta Plutão (1), com o nome de Plutônio.

É fácil perceber que a abreviação mais óbvia para o elemento seria Pl. Mas contam que escolheram a abreviação Pu, após uma sugestão dada por Glenn Seaborg, que preferiu o Pu por causa da semelhança do som que uma criança faz ao sentir um cheiro ruim, ´ Pee-yoo!´. Que enfatizaria o lado ruim do elemento. Em inglês P.U. é uma abreviação estilizada para o som de nojo “pew!” ou “pee-you!” (no Brasil usamos comumente o ´Fui!´). Talvez contou pontos na aceitação da sugestão Seaborg ser um dos principais cientistas que trabalhou na equipe que sintetizou a primeira amostra do elemento.

Os pesquisadores na área criaram um clube, o UPPU – You Pee Plutonium, ou seja, ´Você urina plutônio´. Tal era o envolvimento com este periogoso elemento, que pequenos acidentes e descuidos levaram à preocupação em como monitorar o nível de intoxicação, e um dos métodos escolhidos foi a análise da urina. Na época 27 pessoas fizeram parte deste nada saudável clube UUPU. E atualmente a análise da urina continua sendo um método interessante para o monitoramento da presença de plutônio no metabolismo.

E porque a capa de um livro teria escrito o número 49? O plutônio possui o número atômico 94. Seria o número invertido? Para os curiosos deixo esta história para um futuro texto.

(1) Recentemente Plutão perdeu o status de planeta e passou a ser chamado de planeta anão. Isto por uma decisão da União Astronômica Internacional.

Vejas as informações básicas sobre o elemento.
E o falso plutônio orgânico.

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

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Sim, as bananas são radioativas, e também os tijolos, tomates, granito, castanha do pará, diversos tipos de rochas, etc. Todos estes apresentam uma certa dose de radioatividade, que ocorre naturalmente e normalmente é inofensiva.

Como todos sabem, e o Gustavo Kuerten muito mais, as bananas contém uma boa quantidade de potássio, este de grande valia na dieta, principalmente em exercícios físicos prolongados. E é este potássio o principal responsável pela pequena dose de radioatividade que existe em uma banana.

Para 100gramas de banana teremos em torno de 358mg de potássio. E desta quantidade, apenas uma fração será de 40K, o potássio radioativo. São conhecidos ao todo 24 isótopos do potássio, e três deles ocorrem naturalmente: 39K (93.3% e estável), 40K (0.0117% e radioativo) and 41K (6.7% e estável).

A quantidade de 40K em uma banana será mínima e dose de radiação decorrente da ingestão desta será desprezível. Tanto que quando a radiação é considerada baixa, alguns apelidam de ´dose equivalente a uma banana´ . Mesmo se você comer diversas bananas por dia, a dose de potássio no seu corpo será praticamente constante devido aos mecanismos naturais de eliminação de excesso.

Radioatividade em sal e tigela

Em certas lojas especializadas é possível comprar um sal rico em cloreto de potássio, diferente do sal comum que é cloreto de sódio. E por conter uma grande quantidade de potássio este sal também pode apresentar uma leve radioatividade.

Agora compare com uma antiga tigela de cerâmica (Fiestaware) que continha uma camada colorida de óxido de urânio, e que não é mais comercializada por causa da alta radiação que podia apresentar.
O detector utilizado nesta demonstração está com uma sensibilidade alta, mas mesmo assim pode se perceber que esta tigela possui uma elevada radioatividade.

Referência:
http://rerowland.com/K40.html

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

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Quando falamos em diamante a imagem que primeiro vem à mente é de uma belíssima joia, límpida, valiosa e muito brilhante. E para os mais acostumados com a química, também é onipresente a lembrança de ser uma forma alotrópica do carbono.

Mas os diamantes reservam ainda mais surpresas. E uma delas é a existência de diamantes coloridos, e em diversas tonalidades. Em alguns casos estas cores podem ser planejadas no momento de uma manufatura de um diamante sintético.

Nos diamantes naturais, uma das colorações possíveis é de um tom azulado. E um dos responsáveis pelo azul é a condição de presença de pequenas quantidades (1 a 10ppm) de boro na estrutura do diamante.

Um dos mais famosos nesta classe é o diamante Hope. Com sua longa e maravilhosa história, envolvendo roubos, posse pelo rei Luís XIV da França, longos anos sem localização conhecida, e até uma lenda de maldição sobre quem possuir a peça, provavelmente inventada para tornar o seu mistério ainda maior.

Tão longa história não encontra o digno espaço neste texto, e você pode encontrá-la em livros, documentários e palestras, tal como a presente no vídeo logo abaixo.

(em inglês, sem legendas em português)

Atualmente pertencendo ao acervo do Instituto Smithsonian, o diamante Hope foi doado pelo joalheiro Harry Winston, que resolveu enviar pelo correio a jóia de valor inestimável. Ele afirmou que sempre utilizava este método, por ser a forma mais segura e discreta de entrega.

A presença do boro e da peculiar estrutura desta peça garantem ainda um outro fenômeno interessante e particular. Ao incidir luz na faixa do ultravioleta, o diamante Hope e, de forma semelhante, os diamantes azuis desta classe, apresentam uma fosforescência avermelhada (em torno de 660nm). As diferenças nas fosforescências entre os diamantes foi dito ser um possível método de análise da particularidade de cada peça. As informações obtidas foram publicadas na edição de janeiro de 2008 da revista Geology.

Using phosphorescence as a fingerprint for the Hope and other blue diamonds
Geology 2008 v. 36 no. 1 p. 83-86

https://dx.doi.org/10.1130/G24170A.1


Diamante com fosforescência vermelho-alaranjado ao ser exposto a luz UV.

Outros
Como queimar um diamante?

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

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Os Anasazis foram um antigo povo indígena norte americano que viveu, entre os anos 600d.C. e 1150d.C., em uma região que atualmente compreende o sul de Utah, norte do Arizona e noroeste do estado de Novo México.

Atualmente a região é árida e com poucas árvores de grande porte próximas aos antigos povoados Anasazi, mas evidências demonstram que durante muitos anos de ocupação Anasazi existiram árvores de grande porte, que foram extensivamente exploradas.

Antropólogos sempre se perguntaram de onde exatamente os habitantes obtiveram as mais de 200.000 árvores utilizadas na construção de elaboradas edificações. A existência de árvores na época, em localidades próximas, já era conhecida pelos historiadores, mas era necessário fazer um rastreamento mais preciso da localização exata de onde as árvores haviam sido extraídas.

Pesquisadores da Universidade de Arizona encontraram a solução para esta questão utilizando o elemento estrôncio como um rastreador da origem dos troncos utilizados pelos Anasazis.

Os resultados desta análise foram publicados no artigo intitulado ´Strontium isotopes reveal distant sources of architectural timber in Chaco Canyon, New Mexico´ na edição de 25 de setembro de 2001 da Proceedings of the National Academy of Sciences.

Os pesquisadores coletaram 73 amostras de árvores vivas de 6 espécies de coníferas de três diferentes montanhas; Chuska, San Mateo e San Pedro; bem como de amostras de solo e água corrente. Felizmente, as três montanhas possuem razões dos isótopos de estrôncio 87Sr/86Sr claramente características do local, e com valores separados o suficiente para permitir a caracterização. De 6 grandes construções dos Anasazis (em Chaco) os pesquisadores coletaram 52 amostras de troncos de coníferas, selecionadas com base dendrocronológica dos anéis das árvores que indicam que as mesmas eram de anos entre 974 e 1104, compreendendo pelo menos 3 gerações humanas. O resultado obtido indicou que dois terços dos troncos foram rastreados como sendo das montanhas Chuska, e um terço das montanhas San Mateo, e nenhum da montanha San Pedro. Em um dado ano, troncos de uma fonte poderiam se usados em várias casas.


Mapa que mostra as distância das três montanhas em relação a Chaco Canyon.

As evidências indicam uma rede de suprimentos bem organizada e coletadas em longas distâncias. O uso simultâneo de muitas vigas de ambas fontes indica a habilidade dos Anasazis de Chaco para mobilizar trabalhadores de várias comunidades, e coordenar o fluxo de material resultante da tarefa, e existência de fatores socioeconômicos que influenciaram as decisões.

Dica de livro:
Colapso
Como as sociedades escolhem o fracasso ou o sucesso

Jared Diamond

Em ‘Colapso – como as sociedades escolhem o fracasso ou o sucesso’, Diamond analisa o que fez com que algumas das grandes civilizações do passado entrassem em colapso e o que podemos extrair disso.

Outras informações
Vídeo sobre o estrôncio

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