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Uma seleção especial de textos, vídeos, experimentos e imagens relacionadas com os elementos químicos da tabela periódica.

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Yasser Arafat foto original da ONU
Yasser Arafat foi assassinado com polônio?

Os envenenadores há muito fazem uso da tabela periódica de elementos para seu trabalho sujo – lembre do arsênio e mercúrio -, mas a tecnologia moderna oferece uma nova opção elementar: um veneno que desaparece.

No quadrante sudeste da tabela periódica se esconde o que eu gosto de chamar de corredor do envenenador. Chumbo, mercúrio, arsênio, cádmio – são os bandidos na química, a marca de muitos locais contaminados e a causa do recall de muitos brinquedos. E a maioria das pessoas nem ouviu falar do pior veneno ali: o tálio, um elemento tão letal que a CIA supostamente considerou assassinar Fidel Castro com um pouco de pó de tálio em suas meias. (Além de matar Castro, a CIA supostamente adorava o fato de que o elemento 81 faria sua barba cair e, assim, humilharia El Comandante.)

Ultimamente, a tecnologia moderna introduziu um novo membro no corredor do envenenador, o tóxico nuclear polônio. Em 2006, Alexander Litvinenko – um ex-espião russo que se tornara um crítico ferrenho do governo de Vladimir Putin – ficou gravemente doente depois de beber chá verde com polônio em um restaurante de sushi em Londres. Ninguém jamais foi assassinado com polônio antes: é raro na natureza e requer tecnologia avançada para manufaturar. Mas fotografias de Litvinenko em seu quarto de hospital, especialmente depois que o cabelo dele caíra, tornaram o elemento 84 mais notório em todo o mundo: tão notório que alguns toxicologistas o implicaram em outro suposto assassinato, o do político palestino Yasser Arafat.

Em outubro de 2004, durante uma longa prisão domiciliar, Arafat adoeceu uma noite depois de um jantar, vomitando e se contraindo. Ele morreu em um hospital francês um mês depois, supostamente de um derrame causado por coágulos sanguíneos generalizados. Por razões desconhecidas, o hospital ignorou a autópsia e circularam rumores de que Arafat – com 75 anos e com boa saúde até então – foi envenenado, seja por rivais políticos palestinos ou (a acusação mais comum) por autoridades israelenses.

Em 2012, a viúva de Arafat fez com que os toxicologistas testassem alguns de seus pertences, incluindo roupas íntimas, escovas de dentes, lenços para a cabeça e óculos. Eles não encontraram vestígios de venenos convencionais, mas encontraram evidências de polônio. A roupa íntima, por exemplo, mostrou níveis de polônio dezenas de vezes superiores aos níveis de fundo.

Por que usar polônio em um assassinato? É insípido e inodoro, ambos recursos úteis. E é tão raro que existem poucos testes para detectá-lo. Finalmente, e surpreendentemente, é seguro para transportar. Isso porque o polônio emite apenas partículas alfa, feixes de prótons e nêutrons que são tão volumosos que até a roupa pode pará-los. Assassinos podem, portanto, carregá-lo seguramente.

Por mais benignas que sejam do lado de fora do corpo, as partículas alfa causam danos massivos se ingeridas ou inaladas – degradando órgãos, desintegrando ossos, destruindo glóbulos brancos e embaralhando o DNA. (A longo prazo, o polônio também causa câncer, especialmente câncer de pulmão em fumantes, já que é encontrado no tabaco. O polônio se deteriora rapidamente, com uma meia-vida de 138 dias. Isso faz com que seja especialmente mortal, capaz de bombardear suas células com intensidade de uma blitzkrieg. No geral, os toxicologistas estimaram que o polônio é 250.000 vezes mais mortal que o cianeto.

Depois de encontrar evidências de polônio nas roupas de Arafat, as autoridades desenterraram seus restos mortais em 2013 e entregaram amostras de tecidos a três laboratórios. Equipes francesas e russas não encontraram evidências de polônio no corpo de Arafat. Mas uma equipe da suíça que usou placas de prata para extrair átomos de polônio do tecido encontrou evidências de envenenamento (manchas de polônio na prata). Você pode adivinhar qual resultado teve mais manchetes.

Os resultados suíços, no entanto, vêm com grandes ressalvas. A curta meia-vida do polônio significa que ele desaparece rapidamente. Já em 2004, 25 meias-vidas se passaram, deixando para trás apenas 1 / 30.000.000 da suposta dose de veneno – pouco acima dos níveis de fundo.

Como alternativa à procura do próprio polônio, os toxicologistas podem procurar por produtos de decaimento, como certos isótopos de chumbo. Mas os principais resultados da equipe suíça foram ambíguos, não oferecendo conclusões definitivas. Pior, o solo perto do túmulo de Arafat continha radônio, que se decompõe em chumbo e polônio, tornando qualquer interpretação dos resultados complicada.

Certos fatos médicos também enfraquecem a teoria do polônio. Ao contrário de Litvinenko, Arafat nunca perdeu o cabelo – um sinal clássico de envenenamento por radiação. Arafat também apresentava contagens elevadas de leucócitos, sinal de infecção, mas não de exposição à radioatividade. No geral, então, o caso do envenenamento de Arafat é duvidoso, com dois laboratórios votando não, e um laboratório votando talvez. E, infelizmente, a chance de resolver a controvérsia só vai piorar, já que qualquer polônio nos restos mortais, se é que houve algum, continua a esvair.

Este é um problema exclusivo dos novos venenos nucleares. Mesmo atrasos prolongados geralmente não prejudicam o teste de venenos elementares convencionais. Em 1991, por exemplo, o presidente dos EUA, Zachary Taylor, foi exumado 140 anos após sua morte para testar o arsênio – nenhum foi encontrado – e os cientistas daqui a 140 anos poderiam fazer o mesmo. Mas mesmo 2004 é um longo tempo para o polônio. Estamos acostumados à ciência avançando ao longo do tempo, dando-nos resultados cada vez mais precisos para determinar a verdade. Mas a natureza dos venenos radioativos garante que alguns casos arquivados provavelmente permanecerão arquivados.

Texto escrito por Sam Kean – autor best-seller de O Duelo dos Neurocirurgiões e A Colher Que Desaparece.

Tradução autorizada do original ‘Nuclear Option’ publicado na revista Distillations Magazine.

Original (English) content from Science History Institute (https://www.sciencehistory.org/). Content translated with permission, but portuguese text not reviewed by the original author. Please do not distribute beyond this site without permission. [[Conteúdo original (inglês) do Science History Institute (https://www.sciencehistory.org/) . Conteúdo traduzido com permissão, mas o texto em português não foi revisado pelo autor do original. Por favor, não distribua o conteúdo sem permissão.]]

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trabalhador produzindo fósofor
Trabalhador cuida de uma fornalha elétrica de fundição de fosfato usada para fazer fósforo elementar em 1942, em Muscle Shoals, Alabama.

OBS: O texto abaixo é uma tradução autorizada do original ‘Peak Phosphorus?’ da revista Distillations Magazine.

O fósforo ajuda na energia das células e forma a espinha dorsal do DNA. É também um ingrediente vital nos fertilizantes, que pode ficar escasso num futuro não muito distante.

Por Sam Kean

O nitrogênio é um daqueles elementos aparentemente comuns com uma história surpreendentemente viva. Os cientistas do século XIX reconheceram-no como um nutriente essencial para as plantas e, portanto, um componente-chave do fertilizante. Infelizmente, porém, a forma mais comum do nitrogênio ao nosso redor – o N2 no ar – não é palatável para as plantas. Elas simplesmente não podem usá-lo. Assim como você ou eu morreríamos de sede se encalharmos no meio do oceano, também a maioria das plantas morreria de fome se suas raízes ficassem suspensas no ar. Ainda mais frustrante para os químicos do século 19 foi sua incapacidade de sintetizar as formas de nitrogênio que as plantas usam, e essa falha tornou os depósitos naturais de substâncias ricas em nitrogênio, como o guano das aves, bastante valiosos. Na década de 1860, a Espanha e suas antigas colônias chegaram a guerrear pelas ilhas ricas em guano do Peru.

Toda essa disputa pelo nitrogênio acabou exatamente um século atrás. Em 1909, o químico alemão Fritz Haber descobriu um método para converter N2 em amônia (NH3), uma forma muito mais útil. Então, em 1913, outro químico alemão, Carl Bosch, descobriu como ampliar a reação de Haber, possibilitando a produção industrial de fertilizantes. Em conjunto, essas foram duas das mais importantes descobertas da história: sem o processo Haber-Bosch, uma em cada duas pessoas na Terra não existiria.

Ainda assim, as plantas precisam de mais nutrientes do que somente o nitrogênio. Elas precisam de potássio e enxofre e até mesmo de elementos obscuros como o molibdênio. Talvez mais importante, elas precisam de fósforo para ajudar a formar a espinha dorsal do DNA e alimentar suas células. Infelizmente, as fontes de fósforo do mundo podem em breve ficar baixas – o que leva à necessidade de um novo processo Haber-Bosch, para o elemento 15, para o próximo século.

A maior parte do fósforo que vai em fertilizantes é extraída de rochas ricas em fosfato. A mineração de fosfato começou a sério depois de 1938, quando o presidente dos Estados Unidos, Franklin Roosevelt – apesar da Grande Depressão e da iminente guerra mundial – dedicou tempo para fazer um discurso sobre a química. Especificamente, ele alertou os agricultores sobre o rápido esgotamento do fósforo no solo dos EUA, principalmente devido a décadas de agricultura intensiva. A história está se repetindo agora, porque depois de 75 anos de mineração intensiva, as fontes de fósforo mais puras e disponíveis estão em baixa.

Quão cedo poderíamos enfrentar uma escassez? É uma pergunta complicada. Alguns cientistas argumentam que isso poderia acontecer em menos de 30 ou 40 anos; outros dizem centenas. Alguns desses números são baseados em estimativas, fornecidas por empresas de mineração, de quanto minério extraível existe em seus territórios. Para ser bem honesto, as empresas de mineração têm interesse em exagerar esses números, a fim de estimular o investimento. Os analistas também discordam sobre se certas fontes conhecidas de minério – como as do Marrocos, que têm depósitos imensos, mas inexplorados – sempre serão viáveis ​​para minerar.

Independentemente disso, há uma preocupação crescente de que grande parte do fósforo mais disponível já tenha sido retirado do solo. Em alguns círculos, os cientistas falam sobre o “pico do fósforo”, a ideia de que a produção de fósforo poderia estabilizar dentro de algumas décadas, quando o mundo poderá enfrentar preços exorbitantes e escassez generalizada. Essa frase ecoa preocupações semelhantes às do pico do petróleo, mas o pico de fósforo pode ser pior em alguns aspectos. Podemos pelo menos imaginar alternativas ao petróleo, como energia solar ou hidrogênio. Não há substituto para o fósforo.

Então, quais estratégias podem ser adotadas por Habers e Bosches? Por um lado, eles poderiam descobrir um melhor meio de entrega bioquímica para que as plantas absorvam o fósforo mais prontamente. (Atualmente, as plantas absorvem apenas um quinto do fósforo aplicado a elas; o resto é levado embora.) Ou os cientistas poderiam descobrir maneiras melhores de extrair o fósforo do solo. As plataformas continentais, embora submersas e difíceis de minerar, contêm abundância de fósforo e muitas formações rochosas contêm o elemento em baixas concentrações. Mas ninguém sabe como concentrar todas essas moléculas perdidas sem causar grandes danos ao meio ambiente. É aí que o gênio é necessário.

Outra estratégia envolve a reciclagem da urina. (O alquimista alemão Hennig Brand descobriu o fósforo em 1669 recolhendo galões de sua urina e fervendo-a.) Empresários já inventaram banheiros “sem mistura” que desviam o número um e o número dois para tubos diferentes e capturam a urina para processamento. Esses banheiros especiais são promissores porque são uma tecnologia passiva: as pessoas os instalam uma vez e os canos fazem o resto.

Dado o pobre registro histórico de profecias sobre a escassez de recursos e calamidades alimentares, as probabilidades são de que o pico de fósforo não destruirá a civilização. Mas só porque não enfrentaremos a fome malthusiana não significa que não teremos problemas significativos. Diziam as pessoas no século passado que Haber e Bosch que eles alquimizaram o próprio ar em alimento. Garantir um fornecimento estável de fósforo pode exigir uma magia química similar.

O texto é uma tradução autorizada do original ‘Peak Phosphorus?’.

Original (English) content from Science History Institute (https://www.sciencehistory.org/). Content translated with permission, but portuguese text not reviewed by the original author. Please do not distribute beyond this site without permission. [[Conteúdo original (inglês) do Science History Institute (https://www.sciencehistory.org/) . Conteúdo traduzido com permissão, mas o texto em português não foi revisado pelo autor do original. Por favor, não distribua o conteúdo sem permissão.]]

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demonstração com mercúrio metálico
Aviso: Esse tipo de experimento não deve ser repetido. Nunca!

O Cody Reeder, do canal Cody’s Lab, fez uma demonstração sobre qual é a sensação e o que acontece quando se coloca a mão diretamente dentro de mercúrio metálico líquido.

Cody descreve que a sensação é que o mercúrio é denso e pressiona bastante a mão durante a imersão; além de uma sensação de frio por causa da alta condutividade térmica do metal.

A ação do mercúrio no organismo não é instantânea, o resultado da intoxicação é lento e cumulativo. Então, por precaução, nunca repita este tipo de experimento.

Vídeo com legenda em português. Veja como ativar a exibição desta legenda.


Texto e legenda escritos por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ).

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pedaços filamentosos saindo de uma placa metálica
O mercúrio forma liga com vários metais, em um processo conhecido como amalgamação.

O canal NileRed fez uma impressionante demonstração da interação do elemento mercúrio com o alumínio metálico. Não foi fácil iniciar a amalgamação entre o mercúrio e o alumínio. O contato superficial entre os dois metais não foi o suficiente para iniciar o processo em uma velocidade adequada para o registro em vídeo (timelapse). Isso ocorre pela existência de uma fina camada de óxidos naturalmente formados sobre a placa de alumínio. Para remover um pouco dessa camada de óxidos o NileRed colocou uma gota de ácido clorídrico diluído no local onde seria então colocada a gota de mercúrio metálico.

Esquema da amalgamação
esquema da amalgamação

Veja no vídeo abaixo mais detalhes sobre a reação dos óxidos de alumínio com o ácido clorídrico e o impressionante resultado da amalgamação dos dois metais.

Vídeo com legenda em português. Clique aqui e aprenda como ativar a exibição.

É por isso que é proibido levar mercúrio em um avião. Um contato com os metais da fuselagem podem trazer problemas para a integridade da aeronave.

O experimento somente deve ser realizado com equipamento de proteção adequado e em local com exaustão dos vapores do mercúrio. Os resíduos devem ser tratados de forma apropriada e recuperados por profissional treinado. Jamais despeje resíduos de mercúrio diretamente no lixo ou esgoto.

Texto e legenda escritos por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisbrudna@gmail.com ).

Leia também
Lavando os olhos com mercúrio

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ATENÇÃO – Para acessar uma versão mais atualizada – clique aqui.
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A tabela periódica recebe atualizações periódicas da IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) – órgão responsável pelas padronizações na química.
As mudanças que ocorrem são principalmente nos valores de massa (peso) atômico e nos nomes dos novos elementos químicos de elevado número atômico.
Então disponibilizamos aqui a tabela atualizada em várias versões de arquivo e cores.
Escolha a sua versão e clique nas imagens e links para acessar as tabelas para impressão.
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Atualizada 28 de março de 2017 15h 20min [com pequenas alterações estéticas]
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Tabela periódica com massa (peso) atômico simplificados [indicada para estudantes]

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