Compostos inorgânicos II
Alguns compostos inorgânicos II
Encontrado em uma variedade de rochas calcárias, conchas, mármores, ardósia, quartzito, etc. Os minerais podem ter outros elementos (magnésio, ferro, manganês, etc), que afetam o aspecto, dureza e outras propriedades.
Produzido em forma de pó pela quebra, trituração, precipitação do minério. Disponível em forma de pó branco com vários graus de pureza, de acordo com o uso (industrial, alimentício, farmacêutico, etc).
Aplicações típicas: produção de plásticos, borracha, tintas, vidros, papéis, adesivos, produtos para construção. Medicamentos, cremes dentais. Correção da acidez em tratamento de água e solos para plantio. Aditivo para alimentos. Produção de aços e metais não ferrosos. Revestimentos de eletrodos para solda.
Massa específica: 2700 kg/m3. Ponto de fusão: 1339 °C (sob alta pressão). Ponto de ebulição: 899 °C (decompõe). Solubilidade: 0,0013 g em 100 g de água. Índice de refração: 1,6. Calor específico: 795 J/(kg °C). Estrutura cristalina: hexagonal.
Na forma impura, é também denominado potassa do comércio. Pó ou granulado branco, solúvel em água e insolúvel em álcool.
Algumas aplicações: manufatura de vidros e cerâmicas, explosivos, fertilizantes, preparo de lã, esmaltes, produção de sabão.
Preparado pela reação do dióxido de carbono com cloreto de potássio e óxido de magnésio ou processos eletrolíticos.
Massa específica: 2290 kg/m3. Ponto de fusão: 891 °C.
Carbonato de sódio Na2CO3 (soda)
Composto cristalino sólido, branco, de sabor alcalino. Encontrado em depósitos minerais formados pela evaporação da água. O mineral natro (mistura de carbonato e bicarbonato de sódio) era removido do leito de lagos secos pelos antigo egípcios para preparar múmias.
Usado para fabricar vidros, na indústria de papel, tratamento de água, detergentes, produção de fosfato e silicato de sódio. Também como agente alcalino em outros processos químicos.
Pode ser produzido artificialmente pelo processo Solvay, que usa uma torre onde carbonato de cálcio é aquecido na parte inferior:
$$\ce{CaCO3 -> CaO + CO2}$$
Na parte superior são adicionadas solução de cloreto de sódio e amônia:
$$\ce{NaCl + NH3 + CO2 + H2O -> NaHCO3 + NH4Cl}$$
O bicarbonato de sódio é aquecido para produzir o carbonato:
E a amônia é regenerada pelas reações:
$$\ce{CaO + H2O -> Ca(OH)2}$$ $$\ce{Ca(OH)2 + 2NH4Cl -> CaCl2 + 2NH3 + 2H2O}$$
Massa específica: 2500 kg/m3. Ponto de fusão: 851 °C. Solubilidade: 10,9 g em 100 g de água.
Líquido incolor, de baixo ponto de ebulição, altamente venenoso. Uma concentração de 300 ppm no ar mata uma pessoa em poucos minutos. É um ácido fraco que, em solução aquosa, libera o íon CN−. Essa solução é denominada ácido cianídrico ou ácido prússico.
Algumas aplicações: tratamento térmico de aços. Produção de explosivos, resinas acrílicas e outros compostos orgânicos.
Pode ser produzido pela reação de um cianeto com um ácido forte ou pela reação da amônia com monóxido de carbono.
Massa específica: 700 kg/m3. Ponto de fusão: −13 °C. Ponto de ebulição: 26 °C.
Cianeto de sódio NaCN
Sólido branco deliquescente (*), solúvel em água e em amônia líquida e levemente solúvel em álcool. É extremamente venenoso, devido à reação com o ferro do sangue, bloqueando o suprimento de oxigênio para os tecidos. A solução aquosa é fortemente alcalina.
(*) Substância que absorve água a atmosfera, podendo dissolver-se em alguns casos.
Algumas aplicações: extração de ouro e prata dos minérios (**). Processos de galvanoplastia, para remover óleos e graxas das peças. Polimento de metais. Processos fotográficos. Produção de ácido cianídrico e outros cianetos, inseticidas, venenos para ratos, etc.
(**) A reação básica é:
$$\ce{4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O -> 4NaAu(CN)2 + 4NaOH}$$
O composto metálico complexo NaAu(CN)2 é solúvel e é separado por filtração. O ouro é precipitado pela adição de zinco, que tem afinidade maior com cianetos. Traços de prata e o próprio zinco também podem ser precipitados e são removidos por fusão e reação com ácido nítrico. O processo é perigoso, de alto risco ambiental devido à toxidade do cianeto e, por isso, proibido em diversos países.
Massa específica: 1600 kg/m3. Ponto de fusão: 563 °C. Ponto de ebulição: 1496 °C.
Clorato de potássio KClO3
Sólido cristalino branco, sabor salgado, solúvel em água, estável em condições usuais, moderadamente solúvel em álcool etílico.
É um poderoso oxidante. Usado na produção de fósforos e explosivos, como branqueador para papéis, como desfolhante e exterminador de ervas daninhas.
Uma mistura de clorato de potássio e açúcar é um explosivo de moderada velocidade de reação e pode ser usada em pequenos artefatos.
Massa específica: 2320 kg/m3. Ponto de fusão: 356 °C. Ponto de ebulição: 400 °C (decompõe).
Cloreto de amônia NH4Cl
Sólido higroscópico, de aspecto incolor a branco, inodoro. Comercialmente produzido pela reação da amônia com cloreto de hidrogênio. Também encontrado na natureza, em regiões vulcânicas.
Algumas aplicações: eletrólitos de pilhas secas, agente de fixação para revestimentos com zinco, fluxo de solda (para remover camada de óxido dos metais a soldar), fertilizante para cultura de arroz, em colas para compensados de madeira, alguns cosméticos como xampus, medicamentos expectorantes, suplemento alimentar para gado, produção de fermento.
Massa específica: 1530 kg/m3. Temperatura de fusão: 328 °C. Temperatura de ebulição: 520 °C. Solubilidade: 29,7 g em 100 g de água.
Cloreto de prata AgCl
Disponível na forma de sólido cristalino branco. É fotossensível. A cor muda para verde-azulado escuro depois de prolongada exposição à luz. É insolúvel em água, mas pode ser dissolvido em soluções de amônia, cianeto de potássio e tiocianato de sódio.
Aplicações: filmes e chapas fotográficas, eletrodos para medidores de pH.
Massa específica: 5590 kg/m3. Ponto de fusão: 455 °C. Módulo de elasticidade: 20 GPa. Coeficiente de Poison: 0,4. Coeficiente de expansão térmica a 20 °C: 3,1 × 10−5. Constante dielétrica: 12,3 a 1 MHz. Índice de refração: 1,98 a 10 µm, 2,02 a 20 µm.
Comumente conhecido como sal de cozinha, é o principal responsável pela salinidade da água do mar. Existe também em líquidos extracelulares de muitos organismos vivos. É substância essencial para a vida humana.
Produzido pela evaporação da água do mar ou extraído de algumas minas.
Uma solução de 0,9% de cloreto de sódio em água é chamada solução fisiológica porque tem a mesma pressão osmótica do plasma sanguíneo. É usada para prevenir ou tratar desidratação.
A culinária é sua principal aplicação. Também usado para remover neve. Muitos microorganismos não resistem à sua presença e por isso é usado para conservar alguns alimentos.
Massa específica: 2200 kg/m3. Ponto de fusão: 801 °C. Ponto de ebulição: 1465 °C. Estrutura cristalina: cúbica de face centrada. Solubilidade: 35,9 g em 100 g de água.
Cloreto férrico FeCl3
Normalmente fornecido em forma de solução. Líquido de aspecto cinza escuro a marrom.
Algumas aplicações: agente floculante para tratamento de água. Desinfetante. Gravação de metais (exemplo: confecção de placa de circuito impresso).
Para solução 40%: massa específica 1430 kg/m3. Ponto de ebulição 230 °C.
No estado mais comum, é um gás incolor e inodoro, presente na atmosfera em pequenas proporções (cerca de 0,03%). O ar exalado da respiração contém cerca de 4%. É formado naturalmente pela combustão e processos orgânicos (respiração, decomposição, fermentação, digestão). Grandes quantidades são produzidas em processos industriais.
Comercialmente é produzido pela separação e purificação de gases ricos em CO2 gerados por processos industriais (indústrias de hidrogênio, amônia, processos de fermentação). Usualmente fornecido em cilindros sob moderada pressão (20 bar) ou como gelo seco.
O gelo seco é formado por um processo de autorresfriamento, através da despressurizarão brusca do líquido ou gás. Tem capacidade de resfriamento cerca de 2 vezes a do gelo comum.
Não queima, não alimenta combustão. Ar com 10% de CO2 apaga chama. É perigoso se respirado em concentrações maiores. Isso pode ocorrer em silos, poços e outros locais.
O aumento da sua concentração na atmosfera (e de alguns outros gases) é responsável pela elevação contínua da temperatura média do planeta, segundo estudos e pesquisas (o chamado efeito estufa).
Usado em extintores de incêndio, soldas industriais (atmosfera protetora), produção de metanol e uréia, extração de petróleo, produção de borrachas e plásticos, resfriamento e transporte de alimentos, propelente para aerossóis, etc.
Diagrama aproximado de estados físicos conforme figura acima. Ponto de ebulição a 1 atm: −78,5 °C. Calor de vaporização: 571,3 kJ/kg. Ponto triplo: −56,6 °C 517,3 kPa abs. Ponto crítico: 31,1 °C 7382 kPa abs 468 kg/m3.
Condição Respiração m3/h Dióxido de carbono m3/h
Repouso 0,3 0,013
Trabalho leve 0,5 0,02
Trabalho médio 2 - 3 0,08 - 0,13
Trabalho pesado 7 - 8 0,33 - 0,38
O dióxido de carbono é emitido naturalmente pela respiração de seres vivos. A tabela acima dá valores aproximados de respiração de ar e emissão de dióxido de carbono por pessoas em algumas condições.
Para o gás a 0 °C e 1 atm: massa específica 1,9769 kg/m3, densidade em relação ao ar 1,539, calor específico 0,85 kJ/(kg °C). Para o líquido a 1 atm: densidade em relação à água 1,18.
Curiosidade relacionada: a espécie humana aumentou em 31% a concentração de CO2 da atmosfera nos últimos 150 anos, segundo especialistas.