Tântalo

         O tântalo (forma preferida em Portugal e Brasil) ou tantálio é um elemento químico de número atômico 73 (73 prótons e 73 elétrons) , símbolo Ta com massa atómica 181 u que se situa no grupo 5 da classificação periódica dos elementos. Trata-se de um metal de transição raro, azul grisáceo, duro, que apresenta brilho metálico e resiste muito bem à corrosão. Na temperatura ambiente o tântalo encontra-se no estado sólido.                                                

            É encontrado no mineral tantalita. Fisiologicamente inerte, de modo que, entre suas varias aplicações, pode ser empregado para a fabricação de instrumentos cirúrgicos e em implantes.                     
         Foi descoberto em 1802 por Anders Gustaf Ekeberg em minerais provenientes da Suécia e Finlândia e isolado por Jons Berzelius em 1820.

Características principais

Tântalo

         O tântalo é um metal cinzento, pesado, dúctil, muito duro, resistente a corrosão por ácidos e um bom condutor de calor e eletricidade. Em temperaturas abaixo de 150 °C o tântalo é quase completamente imune ao ataque químico, mesmo pela agressiva água régia. Somente é atacado pelo ácido fluorídrico, ácido que contem o íon fluoreto ou mediante fusão alcalina. O elemento tem um ponto de fusão apenas menor que o do tungstênio e o rênio. O tântalo tem a maior capacitância por volume entre todas as substâncias. Assemelha-se ao nióbio, podendo ser encontrados nos minerais columbita-tantalita. Alcança o estado de oxidação máximo do grupo: +5.

Aplicações

         O principal uso do tântalo é como óxido , um material dielétrico, para a produção de componentes eletrônicos, principalmente capacitores, que são muito pequenos em relação a sua capacidade. Por causa desta vantagem do tamanho e do peso os principais usos para os capacitores de tântalo incluem telefones, pagers, computadores pessoais, e eletrônicos automotivos                        

         O tântalo também é usado para produzir uma série de ligas que possuem altos pontos de fusão, alta resistência e boa ductilidade. O tântalo de carbono , um tipo de carbeto muito duro, é usado para produzir ferramentas de cortes, furadeiras e máquinas trefiladoras. O tântalo em superligas, é usado para produzir componentes de motores de jatos, equipamentos para processos químicos, peças de mísseis e reatores nucleares. Filamentos de tântalo são usados para a evaporação de outros metais como o alumínio.           
         Por ser não-irritante e totalmente imune à ação dos fluidos corporais, é usado extensivamente para produzir equipamentos e implantes cirúrgicos em medicina e odontologia. O óxido de tântalo é usado para elevar o índice de refração de vidros especiais para lentes de câmera. O metal também é usado para produzir peças eletrolíticas de fornalhas de vácuo.

História

         O tântalo ( do grego "Tântalo", pai de "Níobe" na mitologia grega ) foi descoberto em 1802 por Anders G. Ekeberg em minerais provenientes da Suécia ( Ytterby ) e da Finlândia ( Kimito ) e isolado em 1820 por Jons Berzelius. Até 1844 muitos químicos acreditavam que o nióbio e o tântalo eram o mesmo elemento. Os pesquisadores Rowe ( 1944 ) e Jean Charles Galissard de Marignac ( 1866 ) demonstraram que os ácidos nióbico e tantálico eram compostos diferentes. Posteriormente os investigadores puderam isolar somente o metal impuro, e o primeiro metal dúctil relativamente puro foi produzido por Werner von Bolton em 1903. Em 1922, um engenheiro de uma usina de Chicago ( Estados Unidos ) conseguiu obter industrialmente o tântalo com 99,9% de pureza. Os filamentos feitos com o metal tântalo eram usados em lâmpadas incandescentes até serem substituídos pelo tungstênio.                                     

            Seu nome é derivado do carácter Tântalo, ( filho de Zeus e pai de Níobe, da mitologia grega ) que, por desagradar aos deuses, foi condenado a ficar eternamente com fome e sede mergulhado de joelhos com água até o pescoço, sob uma árvore carregada de frutos. Quando se dobrava para beber, a água drenava e, quando levantava as mãos para apanhar frutos, os galhos se moviam para fora do seu alcance. Esta similaridade com o comportamento não reativo do tântalo – estar entre reagentes e não ser afetado por eles – foi a origem do seu nome.

Ocorrência

         Ocorre principalmente no mineral tantalita ( (Fe, Mn) Ta₂O₆] , euxenita e outros minerais como a samarskita e a fergusonita. A tantalita é encontrado na maior parte misturado a columbita. Na crosta terrestre, o tântalo participa com 8 ppm em peso.                                                                             
         Minérios de tântalo são encontrados na Austrália, Brasil, Canadá, República Democrática do Congo, Moçambique, Nigéria, Portugal e Tailândia.      

         O tântalo quase sempre é encontrado em minerais associado ao nióbio. Diversas etapas complicadas estão envolvidas na separação destes dois elementos. Comercialmente a produção do tântalo pode seguir um dos diversos métodos:

• eletrólise do fluortantalato de potássio fundido;
• Redução do fluortantalato de potássio com sódio;
• Reagindo o carboneto de tântalo com óxido de tântalo;
• Como subproduto da extração do estanho.

Compostos

         No Laboratório Nacional de Los Alamos os cientistas desenvolveram um carbeto de tântalo ( composto de grafite ) que é um dos materiais mais duros  sintetizados.   

         Um dos compostos importantes é o pentóxido de tântalo ( Ta₂O₅ ) que por ser um material dielétrico é usado para a fabricação de capacitores utilizados em equipamentos eletrônicos e, em vidros especiais para a fabricação de lentes devido ao alto índice de refração.

Isótopos

         O tântalo natural é constituído por dois isótopos. O Ta-181 é um isótopo estável, e o Ta-180m é um radioisótopo (com meia-vida acima de 10¹⁵ anos) transformando-se lentamente num isômero nuclear.

Precauções

         Compostos que contêm tântalo raramente são encontrados, e o metal normalmente não causa problemas quando manuseado em laboratório, entretanto deve ser considerado como altamente tóxico Há alguma evidência que os compostos de tântalo podem causar tumores, e a poeira do metal é explosivo.

Fonte : pt.wikipedia.com

Alunas: Ana Júlia(Nº:4),Luana(Nº:19), Mara Cibele(Nº:22)

Háfnio

O háfnio (em homenagem à cidade de Hafnia, Copenhague em latim) é um elemento químico de símbolo Hf, de número atômico 72 (72 prótons e 72 elétrons) e de massa atómica igual a 178,5 u. À temperatura ambiente, o háfnio encontra-se no estado        sólido.                                                           
         É um metal de transição situado no grupo 4 ( 4 B ) da classificação periódica dos elementos. É de coloração cinza prateado, brilhante, quimicamente muito parecido com o zircônio, ambos encontrados nos mesmos minerais e compostos, sendo difícil separá-los. Forma ligas com o tungstênio usadas em filamentos de lâmpadas e em eletrodos. Também se usa como material de barras de controle de reatores nucleares devido a sua alta capacidade de absorção de nêutrons.                                                                      

           Foi descoberto em 1923 por George von Hevesy e Dick Coster.

Camada Eletrônica do Háfnio.

Características principais

Háfnio (Processo Van Arkel-de Boer).

 

           É um metal dúctil, brilhante, prateado e resistente a corrosão, quimicamente muito similar ao zircônio. Estes dois elementos apresentam o mesmo número de elétrons na camada de valência e seus raios iônicos são muito similares devido a contração dos lantanídeos. Por isso é muito difícil separá-los, sendo encontrados na natureza juntos. As únicas aplicações para os quais é necessário separá-los são aquelas nas quais se utilizam as suas propriedades de absorção de nêutrons; em reatores nucleares.                                    

            O carbeto de háfnio ( HfC ) é o composto binário mais refratário conhecido, e o nitreto de háfnio ( HfN ) é o mais refratário de todos os nitretos metálicos conhecidos, com um ponto de fusão de 3310 °C. Este metal é resistente as bases concentradas, porém os halogênios podem reagir com ele para formar tetra-haletos de háfnio ( HfX₄ ). A temperaturas altas pode reagir com oxigênio, nitrogênio, boro, enxofre e silício.

Aplicações

         O háfnio é utilizado para fabricar barras de controle empregadas em reatores nucleares. Esta aplicação é deve-se ao facto de que a secção de captura de nêutrons do háfnio é aproximadamente 600 vezes maior que a do zircônio, com o qual tem uma alta capacidade de absorção de nêutrons, além do mais, tem propriedades mecânicas muito boas, assim como uma alta resistência a corrosão.                                             
         Em meados de 2006 a Intel anunciou uma nova tecnologia que utiliza o háfnio como componente básico para a construção das paredes dielétricas dos transistores em sua nova geração de microprocessadores de 45 nanômetros (apelidado de Penryn).
Outras aplicações:

• Em lâmpadas de gás incandescentes.
• Em Processadores Intel com tecnologia 45 nm
• Para eliminar oxigênio e nitrogênio em tubos de vácuo.
• Em ligas de ferro, titânio, nióbio, tântalo (elemento químico) e em outra ligas metálicas.
• Em eletrodos para corte a plasma

História

Chamou-se este elemento de háfnio em homenagem a cidade de Copenhague ( Hafnia em latim ), na Dinamarca, onde foi descoberto por Dirk Coster e Georg von Hevesy em 1923. Pouco depois foi previsto, utilizando a teoria de Bohr, que estaria associado com o zircônio. Finalmente foi encontrado no zircão mediante análises com espectroscopia de raios X, na Noruega.                

 Foi separado mediante recristalizações sucessivas por Jantzen e von Hevesey. O háfnio metálico foi preparado pela primeira por Anton Eduard van Arkel e Jan Hendrik de Boer passando tetraiodeto de háfnio (HfI₄) por um filamento aquecido de tungstênio (volfrâmio).

Obtenção

         É encontrado sempre junto ao zircônio em seus mesmos compostos, porém não é encontrado como elemento livre na natureza. Está presente, como mistura, nos minerais de zircônio, como no zircão ( ZrSiO₄ ) e em outras variedades deste (como na alvita), em concentrações de 1 a 5% de háfnio.                                     
           Devido à semelhança química entre o zircônio e o háfnio, é muito difícil separá-los. 
          Aproximadamente a metade de todo o háfnio metálico produzido é obtido como subproduto da purificação do zircônio. Isto faz-se reduzindo o tetracloreto de háfnio (HfCl₄) com magnésio ou sódio pelo processo de Kroll.

Precauções

         Há a necessidade de cuidados especiais ao trabalhar com o háfnio pois quando se divide em partículas é pirofórico e pode arder espontaneamente em contato com o ar. Os compostos que contém este metal raramente estão em contato com a maioria das pessoas e o metal puro não é tóxico. Porém, todos os seus compostos deveriam ser manuseados como se fossem tóxicos, ainda que as primeiras evidências parecem não indicar um risco muito alto.

Fonte: pt.wikipedia.org

Alunas: Ana Karolina(Nº:5),Cassiane(Nº:9),Clara Sibile(Nº:10)



Rênio

O rênio^PB, rénio^PE é um elemento químico, símbolo Re, número atômico 75 (75 prótons e 75 elétrons), com massa atómica 186,2 u situado no grupo 7 da classificação periódica dos elementos.        

É um metal de transição branco prateado, pesado, sólido na temperatura ambiente, raramente encontrado na natureza. É obtido como subproduto do processamento de minerais de molibdênio. É empregado principalmente em catalisadores. 

Sua descoberta nos minerais de platina e na columbita, na Alemanha, foi relatada por Walter Noddack, Ida Tacke e Otto Berg, em 1925.

Características principais

         O rênio é um metal branco prateado, brilhante, que apresenta um dos maiores pontos de fusão, excedido somente pelo tungstênio e carbono. É também um dos mais densos, excedido somente pela platina, pelo irídio, e pelo ósmio. Os estados de oxidação do rênio incluem -1,+1,+2,+3,+4,+5,+6 e +7 , sendo os mais comuns +7,+6,+4,+2 e -1. Sua forma comercial geralmente é em pó , porém pode ser obtido na forma compacta, com até 90% da sua densidade teórica. Quando é recozido torna-se muito dúctil, podendo ser dobrado em espiral ou anel. As ligas de rênio-molibdênio são supercondutores a 10K.

Aplicações                        

         Catalisadores de rênio-platina são usados para a obtenção de chumbo metálico, gasolina de alta octanagem , e em superligas resistentes a elevadas temperaturas usadas para fabricação de peças de motores de jatos. Outros usos:

• Extensivamente usado como filamentos em espectrógrafos de massa e em detectores de íons.
• Como aditivo no tungstênio ou em ligas a base de molibdênio para melhorar suas propriedades .
• Catalisadores de rênio são muito resistentes ao envenenamento químico, sendo usados em determinados tipos de reações de hidrogenação.
• Em material de contato elétrico devido a sua boa resistência ao desgaste e a corrosão.
• termopares que contem ligas de rênio e tungstênio são usados para medir temperaturas de até 2200°C.
• Fio de rênio é usado em lâmpadas de flash para fotografias.

História

         O rênio (do latim Rhenus), nome dado em homenagem ao rio Reno, (Alemanha ), e foi o último elemento natural a ser descoberto. Considera-se que foi descoberto por Walter Noddack, Ida Tacke e Otto Berg, na Alemanha. Em 1925 relataram que detectaram o elemento num minério de platina e no mineral columbita. Encontraram também o rênio na gadolinita e molibdenita. Em 1928 foi possível extrair 1 grama do elemento processando 660 quilogramas de molibdenita.                       
         Como o processo de obtenção do metal era complexo e altamente caro, a produção foi interrompida até 1950, quando ligas de tungstênio-rênio e molibdênio-rênio foram produzidas. Estas ligas encontram aplicações importantes na indústria, resultando numa grande demanda de rênio obtido a partir da molibdenita existente nos minérios de pórfiro (cobre).

Ocorrência e obtenção

         O rênio não é encontrado na forma livre na natureza ou em algum mineral em especial. Este elemento encontra-se em pequenas quantidades espalhado por toda a crosta terrestre, em torno de 0,001 ppm. O rênio comercial é extraído como subproduto de minerais de molibdênio contidos em alguns minérios de cobre. Alguns minerais de molibdênio contem de 0,002% a 0,2% de rênio. O metal é preparado pela redução do perrenato de amônio (NH₄ReO₄) com hidrogênio em altas temperaturas.

Isótopos

         O rênio natural é uma mistura de dois isótopos, o Re- 185 (estável) com abundância de 37,4% e o Re-187 (radio-instável) com abundância de 62,6%. Existem, ainda, 26 isótopos instáveis conhecidos.

Precauções

Pouco se sabe sobre a toxicidade do rênio, entretanto, deve ser manuseado com cuidado.

Fonte: pt.wikipedia.org

Alunas: Ana Karolina(Nº:5),Cassiane(Nº:9), Clara Sibile(Nº:10)