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segunda-feira, 10 de setembro de 2018

Mercúrio - Hg

Apresentação

O nome deriva do planeta Mercúrio e seu símbolo do Latim Hydragyrum, que significa prata líquida. 

É conhecido desde os primórdios da civilização. É obtido atualmente pelo mesmo método utilizado pelos alquimistas. 

O cinábrio, sulfeto de mercúrio, é aquecido ao ar e se decompõe em mercúrio e SO2. O vapor de mercúrio é condensado e recolhido. Seus compostos foram utilizados em medicina, mas atualmente foram abandonados devido à toxidez. É um metal que se encontra fundido na temperatura ambiente. Sua cor é branca prateada e brilhante. Reage facilmente com ácido nítrico, mas não se dissolve em HCl. Quando aquecido produz HgO amarelo.

Características gerais

É um líquido prateado que na temperatura normal é metal e inodoro. Não é um bom condutor de calor comparado com outros metais, entretanto é um bom condutor de eletricidade. Estabelece liga metálica facilmente com muitos outros metais como o ouro ou a prata produzindo amálgamas. É insolúvel em água e solúvel em ácido nítrico. Quando a temperatura é aumentada transforma-se em vapores tóxicos e corrosivos mais densos que o ar. É um produto perigoso quando inalado , ingerido ou em contato, causando irritação na pele, olhos e vias respiratórias. 

É compatível com o ácido nítrico concentrado, acetileno, amoníaco, cloro e com outros ametais.

Formas físico-químicas

O mercúrio, está presente em diversas formas (Hg metálico, orgânico, inorgânico) e pode encontrar-se em três estados de oxidação (0, +1, +2), em geral facilmente interconvertíveis na natureza. Tanto os humanos, como os animais estão expostos a todas as formas através do ambiente. 

O mercúrio metálico ou elementar, no estado de oxidação zero (Hg0) existe na forma líquida à temperatura ambiente, é volátil e liberta um gás monoatómico perigoso: o vapor de mercúrio. Este é estável, podendo permanecer na atmosfera por meses ou até anos, revelando-se, deste modo, muito importante no ciclo do mercúrio, pois pode sofrer oxidação e formar os outros estados: o mercuroso, Hg+1, quando o átomo de mercúrio perde um elétron e o mercúrico, Hg+2, quando este perde dois elétrons. 

Quando se combina com elementos como o cloro, enxofre ou oxigénio, obtêm-se os compostos de mercúrio inorgânico, também designados como sais de mercúrio (sais mercurosos e mercúricos). Por outro lado, se um átomo de mercúrio se liga covalentemente, a pelo menos um átomo de carbono, dá origem a compostos de mercúrio orgânico (metilmercúrio, etilmercúrio, fenilmercúrio).

Riscos à saúde

Geralmente quem foi intoxicado pelo vapor do mercúrio pode apresentar sintomas como dor de estômago, diarréia, tremores, depressão, ansiedade, gosto de metal na boca, dentes moles com inflamação e sangramento na gengiva, insônia, falhas de memória e fraqueza muscular, nervosismo, mudanças de humor, agressividade, dificuldade de prestar atenção e até demência. Mas pode contaminar-se também através de ingestão. No sistema nervoso, o produto tem efeitos desastrosos, podendo dar causa a lesões leves e até à vida vegetativa ou à morte, conforme a concentração.


Para ser considerado um mineral, a substância deve apresentar as seguintes características:

  • ser sólido;
  • natural (gerado pela natureza);
  • de origem natural;
  • inorgânico;
  • apresentar composição química definida;
  • sistema cristalino definido (os átomos devem se organizar afim de formar retículos cristalinos).

O mercúrio, apesar de ser encontrado na natureza, ter origem natural, ser inorgânico e ter composição química definida (Hg na tabela periódica), não apresenta nenhuma estrutura cristalina e, obviamente não é sólido. Então, não é considerado um mineral.  



Como o mercúrio é obtido, se é líquido no estado natural?

O mercúrio é o único metal líquido á temperatura ambiente porque seu ponto de fusão é muito baixo: menos 38 graus centígrados. Isso quer dizer que somente abaixo dessa temperatura ele é sólido, se não estiver combinado com outros elementos. Encontra-se, na maioria das vezes, na forma de sulfeto de mercúrio (HgS), um minério avermelhado ou preto, conhecido como cinábrio – geralmente associado a traços de ouro, prata, ferro, zinco, antimônio ou platina. A purificação desse minério é feita por um dos métodos mais simples de extração metalúrgica: o cinábrio é aquecido numa fornalha a aproximadamente 600 graus, temperatura a qual o minério sublima, isto é, passa diretamente do estado sólido para o gasoso. O vapor de mercúrio é então coletado em uma série de tubos densadores, passando para o estado líquido conhecido.

O mercúrio é um elemento químico de número atômico 80 (80 prótons e 80 elétrons) e massa atómica 200,5 u. É um dos seis elementos que se apresentam líquidos à temperatura ambiente ou a temperaturas próximas. Os outros elementos são os metais césio, gálio, frâncio e rubídio e o não metal bromo. Dentre os seis apenas o mercúrio e o bromo são líquidos nas Condições Padrão de Temperatura e Pressão.

O mercúrio pertence ao grupo (ou família) 12 (anteriormente chamada 2B) e faz parte da classe dos metais de transição. Tal grupo é ainda chamado família do zinco, na tabela periódica.

Normalmente utilizado em instrumentos de medidas (termômetros e barômetros), lâmpadas fluorescentes e como catalisador em reações químicas. 

quarta-feira, 15 de dezembro de 2010

Memórias de irídio

15/12/2010
Agência FAPESP – Um dos metais mais raros na Terra pode ser uma excelente opção para a produção de memórias cada vez mais rápidas para computadores e dispositivos eletrônicos, segundo estudo feito por um grupo de cientistas de Taiwan.
Trata-se do irídio, o elemento químico de número atômico 77, um metal de transição muito resistente à corrosão. É empregado em ligas de alta resistência que podem suportar elevadas temperaturas. Pouco abundante, é encontrado na natureza associado ao ósmio e à platina.
“Ao inserirmos nanocristais de irídio na porta flutuante, uma parte crítica da memória flash, verificamos excelente capacidade de funcionamento bem como estabilidade nas temperaturas elevadas usadas no processamento de tais dispositivos semicondutores”, disse Wen-Shou Tseng, do Instituto de Pesquisa em Tecnologia Industrial de Taiwan, um dos autores do estudo.

Memórias de irídio
Estudo indica que metal tem propriedades excelentes para a produção de memórias cada vez mais rápidas para computadores e dispositivos eletrônicos (divulgação)

Os resultados foram publicados no Applied Physics Letters, periódico do American Institute of Physics. A porta flutuante é um dos tipos de transistores na memória flash, separada da porta de controle por uma camada fina de um óxido.
Os cientistas escolheram o irídio principalmente por duas propriedades muito desejadas na fabricação de memórias eletrônicas. Em primeiro lugar, o metal mantém fortemente seus elétrons, o que é uma propriedade excelente relacionada com a manutenção de informação digital.
Em segundo, tem um ponto de derretimento de cerca de 2.500º C, muito acima dos 900º C que os chips precisam suportar durante a fabricação. Além disso, apesar de ser raro, apenas um bilionésimo de bilionésimo de grama de irídio é necessário para cada porta das memórias.
Muitos países têm investigado novas formas de melhorar a popular memória flash, que é um tipo de chip de memória não volátil usado em praticamente todas as câmeras digitais e eletrônicos portáteis. Recentemente, a memória flash também tem sido aplicada em computadores, como a nova versão do MacBook Air, da Apple.
Segundo o novo estudo, a maneira mais fácil para que as futuras memórias do tipo contenham mais dados e possam gravar e acessar dados mais rapidamente está na diminuição das dimensões dos chips atuais, incluindo das portas de seus transistores.
O problema é que o desenho da porta flutuante atual já evoluiu até um ponto a partir do qual não será possível diminuir muito mais e continuar suportando as cargas elétricas responsáveis pelo armazenamento dos dados.
E é aí que entram os nanocristais de irídio, propostos como uma mudança relativamente simples para melhorar a performance e reduzir o tamanho dos componentes, sem que isso implique alterar fundamentalmente seu desenho atual.
O artigo Formation of iridium nanocrystals with highly thermal stability for the applications of nonvolatile memory with excellent trapping ability (doi:10.1063/1.3498049), de Wen-Shou Tseng e outros, pode ser lido por assinantes da Applied Physics Letters em http://link.aip.org/link/applab/v97/i14/p143507/s1.