geologia

Interface entre a geologia e os elementos químicos.

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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 ( luisbrudna@gmail.com ).

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desenho de uma esmeralda em um card
Baixe a versão em PDF da imagem acima.

Abundância do elemento berílio no…
Universo – 1×10^-7 % da massa (1ppb)
Corpo humano – 4×10^-8 % da massa (0,4ppb)
Crosta terrestre – 1.9×10^-4 % da massa (1,9ppm)
Oceano – 6×10^-11 % da massa (0,6ppt)

Neste vídeo abaixo, 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:

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.