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Química do ósmio

 

 

 

A química do ósmio é um domínio muito pequeno. São produzidas várias ligas a partir do ósmio que utilizam as propriedades excepcionais do ósmio.

 

Prova

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

A solução de teste que contém ósmio é largada sobre um papel de filtro previamente humedecido com uma solução de benzidina ou de hexacianoferrato de potássio. Se for utilizada a solução de benzidina, o papel de filtro torna-se púrpura. No caso da solução de ferricianeto de potássio, surge uma cor verde clara.

Atualmente, porém, são cada vez mais utilizadas técnicas instrumentais de processamento. Exemplos disso são a espetrometria atómica, a análise por ativação neutrónica e a voltametria. Com a ajuda destes métodos, é possível efetuar determinações mais precisas.

Prova
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Extração

A extração do ósmio é muito complexa e ocorre normalmente durante o processamento de outros metais, como a platina ou o ouro.

A matéria-prima para a extração do ósmio é normalmente a mineração através da extração de platina, mas também o lodo anódico da produção de ouro ou de níquel. O lodo anódico é dissolvido em água régia, o que provoca a dissolução da platina e do ouro. Os outros metais de platina e a prata ficam para trás.

A prata forma um cloreto de prata insolúvel, que pode ser separado com a ajuda de ácido nítrico e de carbonato de chumbo. Em seguida, é fundido com hidrogenocarbonato de sódio e lixiviado.

Desta forma, o ródio é dissolvido sob a forma de sulfato de ródio e removido. O resíduo é fundido juntamente com peróxido de sódio, pelo que o ruténio e o ósmio entram em solução. O irídio permanece no resíduo insolúvel.

Adiciona-se cloro à solução. Este produz as substâncias voláteis tetróxido de ósmio e tetróxido de ruténio.

Após a adição de uma solução alcoólica de hidróxido de sódio, apenas o tetróxido de ósmio entra em solução, podendo assim ser separado do tetróxido de ruténio.

Para obter o ósmio elementar, este é precipitado com cloreto de amónio sob a forma de um complexo.

Finalmente, é reduzido com hidrogénio a ósmio metálico.

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


Extração
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Características

O ósmio pertence ao sexto grupo de transição da tabela periódica. Dentro deste grupo, encontramo-lo no sexto período.

O ósmio tem o número atómico 76 e uma massa atómica de 190,23 u. A sua configuração eletrónica é [Xe] 4f14 5d6 6s2.

O ósmio não é tóxico na sua forma cristalina, desde que não seja ultrapassada uma temperatura de 400 °C. Pode ser processado ou cristalizado sob gás inerte.

O ósmio é um metal azul-branco brilhante, denso e duro, difícil de processar.

É o mais duro dos metais de platina e tem a maior densidade do PSE com 22,61 g/cm³.

A estrutura cristalina do ósmio é o empacotamento de esfera hexagonal mais denso.

O ósmio é um metal precioso e, por conseguinte, não reativo.

Reage diretamente apenas com o cloro, o flúor e o oxigénio.

Se o ósmio for compacto, é resistente aos ácidos não oxidantes da água e do ar.

O ósmio finamente disperso ou o ósmio em superfícies de esferas fundidas ou lingotes sinterizados oxida-se lentamente em óxido de ósmio VIII. O nome do composto é tetraóxido de ósmio, que é nocivo para as membranas mucosas e para os olhos.

Os + 2O2 → OsO4

Depois do rénio e do tungsténio, o ósmio tem o ponto de fusão mais elevado de todos os metais, 3.033 °C.

O seu ponto de ebulição é superior a 5.000 graus Celsius. Esta temperatura corresponde às condições prevalecentes na coroa solar.

A temperaturas mais baixas, o ósmio torna-se um supercondutor.

Para além disso, o ósmio tem o maior módulo de compressão de todos os elementos.

Com um valor de 462 gigapascal, ultrapassa mesmo o diamante.

O mesmo se aplica à sua resistência à abrasão, que é também o valor extremo na natureza.


Características
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Compostos

O tetróxido de ósmio é um composto de ósmio. É formado pela reação de agentes oxidantes, como o ácido nítrico, sobre o ósmio elementar. O tetróxido de ósmio é um sólido altamente volátil que tem um forte efeito oxidante.

O ósmio cristalino não é um novo composto, mas apenas um tipo de cristalização do elemento puro, que não é tóxico até 400 °C devido às suas propriedades químicas. O rearranjo da estrutura cristalina pode ser comparado à transformação do carbono em diamantes, embora seja muitas vezes mais complexo e dispendioso.

Ao contrário da maioria dos oxidantes, a oxidação com tetróxido de ósmio pode ocorrer sob controlo estereoquímico. Embora seja um composto caro e tóxico, o tetróxido de ósmio tem algumas aplicações em que é utilizado na gama dos miligramas.

Por exemplo, é utilizado na recolha de impressões digitais forenses. É também utilizado para melhorar o contraste das membranas celulares em microscopia eletrónica.

Alguns outros tipos de compostos são os compostos complexos de ósmio. Os chamados osmatos são derivados do tetróxido de ósmio. Trata-se de complexos aniónicos de oxigénio.

Os compostos complexos também existem com outros ligandos, como o amoníaco, o cianeto, o monóxido de carbono e o monóxido de azoto. Se o ligando for orgânico, pode formar-se um osmoceno.

A organoquímica do ósmio, que ainda está a dar os primeiros passos mas que se está a desenvolver rapidamente, pode tornar-se interessante.

Compostos
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Isótopos

O ósmio é constituído por uma mistura de sete isótopos estáveis: ósmio-192 com 41%, ósmio-190 com 26,4%, ósmio-189 com 16,1%, ósmio-188 com 13,3%, ósmio-187 com 1,6%, ósmio-186 com 1,58% e ósmio-184 com 0,02%.

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

Além disso, existem 27 isótopos de vida curta, dos quais o ósmio-194 tem a semi-vida mais longa de seis anos.

A relação entre os isótopos ósmio-187 e -186 é utilizada nos cronómetros de rénio-osmio. Estes são utilizados para determinar a idade dos meteoritos de ferro.

O ósmio 187, que vem da série de decaimento do rénio, tem uma história especial, uma vez que desempenhou um papel num tipo especial de história de espionagem durante a Guerra Fria, que teve lugar entre a União Soviética e os EUA. Tratava-se do desenvolvimento de uma arma de radiação, cuja patente já estava supostamente pendente nos EUA e que poderia supostamente ter sido decisiva numa guerra futura. Por esta razão, a Rússia despendeu enormes recursos de trabalho e dinheiro para isolar o isótopo, apenas para descobrir que este não podia ser utilizado da forma pretendida.

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Bruna Rodrigues
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