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Química do Ósmio

Química do Ósmio

A química do ósmio é uma área de especialização muito pequena. O ósmio é usado para produzir uma série de ligas que fazem uso das excelentes propriedades do ósmio.

 

Detecção

O elemento ósmio é detectado através de seu composto tetróxido de ósmio. A reação de detecção é específica, porém, não é recomendada devido à sua toxicidade.

A solução contendo o ósmio é colocada em um papel de filtro previamente umedecido com uma solução de benzidina ou hexacianoferrato de potássio. No caso da solução de benzidina, o papel de filtro fica roxo. No caso da solução de hexacianoferrato de potássio, o papel muda de cor para verde claro.

No entanto, mais e mais técnicas instrumentais estão sendo usadas hoje para detectar ósmio. Exemplos incluem espectrometria atômica, análise de ativação de nêutrons e voltametria. Com esses métodos, uma determinação mais precisa é possível.

Produção

A produção de ósmio é muito complexa e geralmente ocorre durante a extração de outros metais, como platina ou ouro.

O material de partida para a produção de ósmio é geralmente a lama de ânodo da produção de ouro ou níquel. A lama do ânodo é dissolvida em água régia, fazendo com que a platina e o ouro se dissolvam. Os outros metais de platina e prata permanecem.

A prata forma cloreto de prata insolúvel que pode ser separado por ácido nítrico e carbonato de chumbo. Subsequentemente, o hidrogenocarbonato de sódio é fundido e lixiviado.

O ródio é dissolvido e removido como sulfato de ródio. O resíduo é derretido junto com o peróxido de sódio, fazendo com que o rutênio e o ósmio se dissolvam. O irídio permanece no resíduo insolúvel.

O cloro é adicionado à solução. Isso produz as substâncias voláteis tetróxido de ósmio e tetróxido de rutênio.

Após a adição de soda cáustica alcoólica, apenas o tetróxido de ósmio é dissolvido e, portanto, pode ser separado do tetróxido de rutênio.

Para obter ósmio elementar, ele é precipitado como um complexo com cloreto de amônio.

Finalmente, o hidrogênio é reduzido a ósmio metálico.

OsO2(NH3)4Cl2 + 3 H2 → Os + 4 NH4+ + 2 Cl- + 2 OH-

Características

Na tabela periódica, o ósmio está localizado no sexto grupo dos elementos de transição. Dentro deste grupo, encontra-se no sexto período.

O ósmio tem o número atômico 76 e uma massa atômica de 190,23 u. Sua configuração eletrônica é [Xe] 4f14 5d6 6s2.

O ósmio não é tóxico em sua forma cristalina, desde que a temperatura de 400°C não seja excedida.

Osmium tem um brilho prateado azulado. É o metal mais duro do grupo da platina e possuindo uma densidade de 22,61 g/cm³, é o elemento com maior densidade na tabela periódica. O ósmio é muito difícil de processar.

O ósmio tem uma estrutura cristalina hexagonal compacta.

O ósmio não é particularmente reativo.

O ósmio reage diretamente apenas com cloro, flúor e oxigênio.

Se o ósmio for compacto, é resistente a ácidos não oxidantes na água e no ar.

Ósmio finamente disperso oxida lentamente em óxido de ósmio VIII:
Os + 2O2 → OsO4

Depois do rênio e do tungstênio, o ósmio, a 3033°C, tem o ponto de fusão mais alto de todos os metais.

Seu ponto de ebulição é de 5000 °C.

Em baixas temperaturas, o ósmio é um supercondutor.

Além disso, o ósmio tem o maior módulo de massa de todos os elementos. Com um valor de 462 GPa, supera até mesmo o diamante.

Compostos químicos

O tetróxido de ósmio é um composto de ósmio bem conhecido. É formado pela reação de oxidantes como o ácido nítrico com ósmio elementar. O tetróxido de ósmio é um sólido volátil com forte efeito oxidante.

O ósmio cristalino não é um composto, mas uma forma de cristalização específica do elemento puro que, devido às suas propriedades químicas, não é tóxico até 400 °C.

Ao contrário da maioria dos oxidantes, a oxidação com tetróxido de ósmio pode ocorrer sob controle estereoquímico. Embora seja um composto caro e tóxico, o tetróxido de ósmio tem algumas aplicações.

Por exemplo, o tetróxido de ósmio é usado na análise forense de impressões digitais. Também serve para aumentar o contraste das membranas celulares na microscopia eletrônica.

Outros tipos de compostos incluem os complexos de coordenação de ósmio. Os chamados osmates, complexos de coordenação de oxigênio aniônicos, derivam do tetróxido de ósmio.

Complexos de coordenação também existem com outros ligantes, como amônia, cianeto, monóxido de carbono e óxido nítrico. Se o ligante for orgânico, pode formar-se um osmoceno.

Isótopos

O ósmio consiste em uma mistura de sete isótopos estáveis: Osmium-192 (41%), Osmium-190 (26,4%), Osmium-189 (16,1%), Osmium-188 (13,3%), Osmium-187 (1,6%), Ósmio-186 (1,58 por cento) e Ósmio-184 (0,02 por cento).

O único isótopo radioativo natural é o Ósmio-186 com uma meia-vida de cerca de dois quatrilhões de anos.

Além disso, existem 27 isótopos de vida curta, dos quais o Ósmio-194 tem a meia-vida mais longa (seis anos).

A proporção do isótopo Osmium-187 para o isótopo Osmium-186 é usada em cronômetros de rênio-ósmio. Estes são usados para determinar a idade dos meteoritos de ferro.

 
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