FUNÇÃO DOS ELEMENTOS REPRESENTATIVOS

FUNÇÃO DOS ELEMENTOS REPRESENTATIVOS

Grupo 1

Hidrogênio (H): Produção de amônia (processo Haber), hidrogenação de óleos e gorduras comestíveis, produção de metanol, redução de minerais metálicos, soldas, remoção de enxofre de óleo combustível e gasolina, análises químicas, fabricação de semicondutores, tratamento térmico de metais, combustível para foguetes e células de combustível.

Lítio (Li): Geração de hidrogênio e o LiOH para absorver CO2; fabricação de graxas lubrificantes para automóveis; o carbonato de lítio é também usado para endurecer o vidro e é usado na fabricação de ligas metálicas, vidro, lubrificantes e baterias.

Sódio (Na): O sódio pode ser utilizado para a formação de ligas metálicas com metais como o chumbo. Através de seus cloretos ou óxidos, o sódio pode ser utilizado também para a geração de outros metais como o titânio e o zircônio. A aplicação mais comum de sódio é para a produção de lâmpadas a vapor de sódio, são aquelas lâmpadas amarelas utilizadas na iluminação de ruas e estradas. Quando é jogado no fogo, a chama adquire uma cor amarela proveniente dos íons de sódio.

Os compostos de sódio mais utilizados são:

·         Silicatos - mais utilizado para a fabricação de vidro;

·         Clorato - utilizado na fabricação de explosivos;

·         Hidróxido de Sódio - utilizado para produção de sabão, papel, celulose, etc.;

·         Cloreto - utilizado para a produção de outros sais, como o sal de cozinha;

·         Peróxido - usado como branqueador das fibras têxteis;

·         Tetraborato - usado na produção de detergente e;

·         Tiossulfato - utilizado no processo de revelação fotográfica.

Potássio (K): Em certas aplicações, o potássio é usado na forma de uma liga com sódio metálico, empregada como fluido de transferência de calor em processos especiais de refrigeração de reatores nucleares. Com o hidróxido de potássio, são preparados muitos sais utilizados na composição de detergentes e sabões líquidos, geralmente de custo mais alto do que aqueles feitos com sais de sódio. Alguns dos seus sais, como nitrato de potássio, KNO3, e clorato de potássio, KClO3, são usados na produção de explosivos e fogos de artifício. O cloreto, o nitrato, o sulfato e o carbonato são os seus sais mais comumente empregados na fabricação de fertilizantes.

Rubídio (Rb): São poucas as suas aplicações. Utilizados em tubos de vácuo e células fotoelétricas; alguns compostos são utilizados na preparação de soporíferos, sedativos e no tratamento de epilepsia; carbonato de rubídio (RbCO3) é utilizado na indústria vidreira. Usado como fontes de íons em foguetes espaciais, como combustível em motores de propulsão iônica e como eletrólito em baterias alcalinas para baixas temperaturas.

Césio (Cs): Apresenta forte efeito fotoelétrico devido à sua energia de ionização muito baixa sendo aplicado em fotocelas de fotocondutividade. Os compostos de césio mais importantes são o hidróxido, o carbonato, o iodeto e o brometo. O hidróxido de césio pode ser utilizado no fabrico de baterias alcalinas, destinadas ao funcionamento em climas muito frios. O carbonato usa-se em vidros especiais, ao passo que o iodeto e o brometo se utilizam em cintiladores, devido à facilidade com que emitem elétrons quando expostos a radiação. O brometo de césio também se utiliza para medir espessuras de filmes de semicondutores. O relógio atómico utiliza césio como elemento de medida do tempo devido aos precisos movimentos dos seus elétrons das camadas atómicas mais exteriores.

Frâncio (Fr): Não há aplicações comerciais para o frâncio devido a sua vida muito curta, também não é possível obter este elemento em quantidades comerciais significativas. Somente é usado em tarefas de investigação, tanto no campo da biologia como também no da estrutura atômica.

Grupo 2

Berílio (Be): Em liga com o cobre, é usado na fabricação de molas de grande resistência, como os geofones para o estudo dos terremotos artificiais. Por ser muito leve, é excelente para a construção de mísseis e outros objetos espaciais. Também é utilizado na fabricação de reatores nucleares pela propriedade que seu núcleo tem de não absorver nêutrons.

Magnésio (Mg): Entre os sais de magnésio, os mais usados são o sulfato, o cloreto e o carbonato. O primeiro, conhecido como sal de Epson, é utilizado na agricultura, como fertilizante. Diferentemente dos outros sulfatos de metais alcalino-terrosos, o MgSO4 dissolve-se facilmente na água. O cloreto de magnésio, misturado com igual quantidade de óxido de magnésio, fornece uma pasta bastante dura, usada na preparação do cimento Portland. Quando as partes misturadas estão na proporção de 5 para 1 (5 MgO / 1 MgCl2) a pasta conduz a um outro tipo de cimento - o chamado cimento Sorel.

Cálcio (Ca): O fosfato de cálcio é usado como fertilizante e o sulfeto como depilatório na preparação de couros e na fabricação de lintas luminosas. O fluoreto (CaF2) é largamente usado na indústria metalúrgica, na preparação de escórias de baixo ponto de fusão. A cal apagada (hidróxido de cálcio) é utilizada na preparação de argamassas em construção civil.

Estrôncio (Sr): Atualmente a principal aplicação do estrôncio é em cristais para tubos de raios catódicos de televisores em cores. Existem regulamentações que exigem a utilização deste metal para filtrar os raios X, evitando que incidam sobre o telespectador.
Outros usos:
• Pirotecnia: É usado o seu nitrato.
• Produção de imãs de ferrita
• O carbonato é usado na refinação do zinco porque remove o chumbo durante a eletrólise.
• O metal é usado na dessulfurização do aço e na produção de diversas ligas metálicas
• O titanato de estrôncio tem um índice de refração extremamente alto e uma dispersão óptica maior que a do diamante, propriedades de interesse em diversas aplicações ópticas. Por isso, também é usado ocasionalmente como pedra preciosa.
• Outros compostos de estrôncio são utilizados na fabricação de cerâmicas, produtos de vidro, pigmentos para pintura (cromato), lâmpadas fluorescentes ( fosfato ) , e medicamentos na forma de cloreto e peróxido.
• O isótopo radioativo Sr-89 é usado na terapia do câncer, o Sr-85 se tem usado em radiologia e o Sr-90 em geradores de energia autónomos.

Bário (Ba): As aplicações dos compostos de bário são bastante restritas. O sulfato de bário, por ser opaco aos raios X, é usado em exames radiológicos do tubo digestivo. Misturado com o sulfeto de zinco, o sulfeto de bário é usado como pigmento branco. O fluorsilicato de bário (BaSiF6) é usado como inseticida e o titanato de bário é empregado em agulhas fonográficas e condensadores. Todos os sais de bário são tóxicos.

Rádio (Ra): Como elemento emissor de partículas alfa, beta e gama, o rádio é usado em medicina, principalmente em oncologia, pela sua ação sobre as células cancerosas.

Grupo 13

Boro (B): O composto de boro de maior importância econômica é o bórax, empregado em grandes quantidades para a fabricação de fibras de vidro e perborato de sódio. O Boro é usado em reatores nucleares com a função de materiais de controle, é usado para controlar e até mesmo finalizar a reação de fissão nuclear em cadeia, pois o Boro é um ótimo absorvente de Nêutrons.

Alumínio (Al): O alumínio é amplamente utilizado pela indústria de diversas maneiras. Tal versatilidade se deve às suas propriedades e excelente desempenho na maioria das aplicações. Suas técnicas de fabricação permitem a manufatura do produto acabado a preços competitivos. Cada segmento utiliza o metal na forma mais adequada às suas finalidades, de acordo com os diferenciais e propriedades de cada produto. Alguns exemplos da aplicação do Alumínio na Indústria: Automotivos e Transportes, Construção Civil, Embalagens, Latas de alumínio e a indústria elétrica.

Gálio (Ga): pequenas quantidades de Ga são empregadas para "dopar" cristais na fabricação de transistores. A fabricação de semicondutores requer Ga de extrema pureza. O Ga é também usado em outros dispositivos semicondutores. O arseneto de gálio, GaAs, é isoeletrônico com o Ge, e é usado em diodos emissores de luz (LEDs=light emiting diodes) e diodos de laser.

Indio (In): Quanto a sua utilização e consumo mundial, 45% é utilizado em filmes contendo óxido de índio ou óxido de índio e estanho (ITO) para revestimentos sobre vidros. No setor eletrônico, estes filmes são usados em visores de cristal líquido (LCD's) de relógios, telas de televisão, monitores de vídeo e computadores portáteis. São usados também como refletores de raios infravermelhos sobre vidro comum. O uso em ligas e soldas respondem por 35%. A adição de índio em ligas contendo bismuto, chumbo, estanho e cádmio diminui seus pontos de fusão (pf 50-1OO°C), sendo utilizadas, entre outras aplicações, em dispositivos de segurança contra incêndio ("sprinklers") e reguladores de temperatura. Mancais para serviços pesados e de alta velocidade, tem sua força e dureza aumentadas, assim como uma melhor resistência à corrosão e propriedade antiatritante , com a adição de índio de grau padrão; são usados em motores de aviões, de automóveis de alto desempenho e em motores a diesel. Utilizações eletrônicas somam 15% de seu consumo, destacando-se a manufatura de transistores de junção p-n-p com germânio, em que é adicionado como agente dopante para alterar a condutividade do cristal. . Os restantes 5% são utilizados em pesquisas na área de diodos a laser e fotodetectores a base de índio.

Tálio (Tl): Mais raro que o estanho, o tálio entra na composição de substâncias de importante aplicação de células fotoelétricas, detectores de raios infravermelhos e na manufatura de vidros especiais, que apresentam baixo ponto de fusão e alto índice de refração.

Grupo 14

Carbono (C): O carbono está presente nos mais diferentes lugares, e de forma mais variada possível. Ele pode tanto estar na ponta do lápis (grafite), quanto no papel (celulose) onde este escreve; é de vital importância a sua utilização no fornecimento de energia, tanto a nível celular, animal e vegetal, como glicose ou CO2, quanto na forma de combustíveis fósseis.

Silício (Si): Na indústria eletrônica é muito usado como semicondutor, em chips de computadores, transistores, diodos de silício, interruptores especiais e vários outros componentes de circuitos eletrônicos. Em indústrias metalúrgicas é usado como agente redutor e na produção de ligas de aços, latões e bronzes. Tem um importante papel, no formato de areia, na fabricação de vidros. Além de, junto ao cimento, ser usado na fabricação de tijolos e de diferentes concretos.

Germânio (Ge): O germânio possui aplicações limitadas devido ao seu alto custo por ser um metaloide raro, mesmo assim é utilizado em indústrias metalúrgicas e na fabricação de dispositivos eletrônicos de estado sólido. O germânio é um importante constituinte de vidros industriais com elevada transmissão de infravermelhos e índice de refração. Utilizado também na fabricação de fibras ópticas, amplificadores de guitarras elétricas, ligas metálicas de SiGe em circuitos integrados de alta velocidade, espectroscópios, sistemas de visão noturna, em joias é usado uma liga metálica de ouro com 12% de germânio.

Estanho (Sn): O estanho é usado na fabricação de tubo e valvas, recipientes para cervejas, água destilada e outras bebidas carbonadas. É usado ainda em fusíveis, papel metalizado para envolver doces e alimentos, eletrodos de condensadores e, juntamente com o cloro, como fixador para pintura de tecido. Constitui várias ligas importantes como bronze e soldas e é empregado no revestimento de outros metais para evitar a corrosão.

Chumbo (Pb): Sua mais ampla aplicação é na fabricação de acumuladores, tendo outras na fabricação de forros para cabos, elementos de construção civil, pigmentos, soldas suaves e munições. Por sua alta densidade, o chumbo acaba tornando-se útil como bloqueador de radiação. Isso ocorre porque ele tem um grande número de elétrons que absorvem radiação de alta energia. Também é usado em eletrodos de baterias recarregáveis.

GRUPO 15

Nitrogênio (N)

UTILIZAÇÃO: O nitrogênio puro é obtido industrialmente pela destilação fracionada do ar resfriado. O nitrogênio líquido (-180^o C) é muito utilizado na conservação de embriões, sêmen e outros materiais, além de encontrar emprego na medicina, como antisséptico e para retirada de verrugas na pele. Os nitratos são empregados como fertilizantes agrícolas e na fabricação de explosivos e o nitrito é usado em testes laboratoriais. Junto com o ácido clorídrico, o ácido nítrico (na proporção 3:1) forma a água-régia - único solvente capaz de dissolver o ouro e outros metais nobres, mais resistentes a ácidos.

Fósforo (P)

UTILIZAÇÃO:  O ácido fosfórico é empregado na produção de fosfatos que são utilizados como fertilizantes. Os fosfatos de sódio e potássio são ainda usado como aditivos em detergentes. Os cloretos de fósforo (PCl₃ e PCl₅) são muito utilizados em várias sínteses orgânicas, como agente clorador.

Arsênio (As)
UTILIZAÇÃO:  Muitos compostos de arsênio são poderosos agentes venenosos, decorrendo daí sua aplicação como inseticidas e raticidas. Para isto são usados principalmente o anidrido arsenioso e os arseniatos de chumbo e cálcio. No caso de envenenamento humano por arsênio, o Ca(OH)₂, o MgSO₄ e o Fe(OH)₃ são antídotos convenientes, pois todos eles provocam a formação de compostos insolúveis de arsênio, impedindo, dessa forma, sua ação.
            Alguns compostos aromáticos de arsênio são empregados como medicamentos. Entre eles o para-amino-fenil-arsenato de sódio, conhecido como Atonil, e o 3,3-diamiino-4,4-diidróxi-arsenobenzeno, chamado Salvarsan. É empregado no tratamento de algumas formas de malária e também no combate à sífilis.

Antimônio (Sb)
UTILIZAÇÃO:  Apenas o antimônio cinza é aproveitado industrialmente, principalmente na preparação de ligas. É usado também na preparação de vernizes, cerâmica e esmaltes.

Bismuto (Bi)

UTILIZAÇÃO:  O bismuto é utilizado na preparação de ligas de baixo ponto de fusão, usadas na fabricação de fusíveis protetores de fusíveis protetores de circuitos elétricos. Também usa-se o bismuto no endurecimento de placas de chumbo dos acumuladores, mas a maior parte do elemento é utilizada pela indústria farmacêutica, que explora seu poder adstringente e suas propriedades anti-sifilíticas. No entanto, deve-se administrá-lo em quantidades controladas; caso contrário, resultaria em envenenamento. Outros compostos de bismuto são usados no tratamento da úlcera gástrica, da artrite e ainda como cicatrizante.

GRUPO 16

Oxigênio (O)
UTILIZAÇÃO:  O oxigênio puro, que ferve a -183^o C, é obtido juntamente com o nitrogênio, na destilação fracionada do ar líquido. Na indústria do aço o oxigênio é insuflado nos conversores, através do ferro gusa, para queimar o carbono contido neste. Também é usado no corte de chapas metálica, alimentando a combustão do acetileno em cilindros especiais. Além de participar do processo de respiração.

Enxofre (S)

UTILIZAÇÃO:  O ácido sulfúrico é largamente usado na indústria de tecidos, em baterias de automóveis, como catalisador em sínteses orgânicas etc. Os sais contendo enxofre são muito importantes, e dentre eles destacam-se alguns:

• K₂SO₂ (hipossulfito) - estampagem de tecidos
• K₂S₂O₃ (tiossulfato) - fixador em fotografias
• K₂S₂O₄ (hidrossulfato) - estampagem de tecidos
• K₂SO₃ (sulfito) - conservação de alimentos e branqueamento de celulose da madeira, lã e seda
• K₂SO₄ (sulfato) - fertilizante e explosivos

·         UTILIZAÇÃO:  Devido à sua propriedade fotocondutora no estado cristalino, é usado em fotocélulas. Os retificadores (conversores de corrente alternada para corrente contínua) servem-se de uma propriedade especial do selênio: a semi-condutividade, que lhe permite conduzir a corrente elétrica em sentido único. Por isso é bastante difundido na indústria de transistores. O selênio é usado também na indústria do vidro, em pequenas quantidades, para encobrir a natural coloração verde dada pelas impurezas do ferro.

Selênio (Se)

UTILIZAÇÃO:  Devido à sua propriedade fotocondutora no estado cristalino, é usado em fotocélulas. Os retificadores (conversores de corrente alternada para corrente contínua) servem-se de uma propriedade especial do selênio: a semi-condutividade, que lhe permite conduzir a corrente elétrica em sentido único. Por isso é bastante difundido na indústria de transistores. O selênio é usado também na indústria do vidro, em pequenas quantidades, para encobrir a natural coloração verde dada pelas impurezas do ferro.

Telúrio (Te)

UTILIZAÇÃO: O telúrio tem sido utilizado em metalurgia para melhorar as propriedades mecânicas dos aços e outras ligas ferrosas. Também se utiliza para formar ligas com o cobre e o chumbo usadas em trabalhos de soldadura e em equipamento químico. Na indústria da borracha, utiliza-se telúrio para melhorar as propriedades desta e a sua resistência ao envelhecimento e ao calor. Este elemento pode ainda ser usado como catalisador. Tal como alguns dos seus compostos binários, o telúrio aplica-se na fabricação de dispositivos termoeléctricos destinados à produção de eletricidade e refrigeração. Estas aplicações baseiam-se no efeito de Seebeck, para a produção de corrente ao aquecer uma junção de dois metais distintos, e no efeito de Peltier que consiste numa transferência de calor mediante a passagem de uma corrente através de uma junção metálica.


Polônio (Po)

UTILIZAÇÃO:  Comercialmente, apresenta-se como uma fina película sobre um disco de aço inoxidável (como na fotografia acima), forma em que é vendido como fonte de partículas alfa para uso científico.

Grupo 17

Flúor (F)

UTILIZAÇÃO:  O ácido fluorídrico é empregado na fabricação de vidros despolidos e o flúor elementar é adicionado em pequenas quantidades em dentifrícios e na água dos reservatórios urbanos, pois ajudam a prevenir as cáries dentárias. Em certos aparelhos de alta tensão é usado o hexafluoreto de enxofre, sob forte pressão, que serve como isolante. O gás freon (CCl₂F₂) é empregado nos aparelhos de refrigeração e em aerosóis.

Bromo (Br)

UTILIZAÇÃO:  Tecnicamente, o principal emprego do bromo é na indústria fotográfica, como brometo de prata (AgBr), substância usada como reveladora, por sua propriedade de escurecer as emulsões fotográficas. O KBr é usado no tratamento de epilepsia e como anti-convulsivo. Além disso, o bromo é usado em várias sínteses orgânicas e o brometo de vinila é usado como antidetonante na gasolina.

Iodo (I)

UTILIZAÇÃO:  A tintura de iodo (solução de iodo em álcool) é usada como medicamento externo, por suas propriedades bactericidas. O iodo é usado para revelar a presença de amido nas substâncias orgânicas ou nos tecidos biológicos: o iodo colore o amido de azul-escuro.

Astato (At)

UTILIZAÇÃO: Hoje, ainda não se fala em aplicações práticas para o astato (em escala industrial ou não), entretanto, no campo teórico pode servir de objeto de estudo em investigações científicas.

Grupo 18

Hélio (He)

UTILIZAÇÃO:  O hélio é utilizado sob a forma gasosa, por ser um gás mais leve que o ar e não inflamável, para encher aeróstatos e dirigíveis. Também é utilizado em mistura com o O₂ nos balões de oxigênio de mergulhadores. Sob a forma anômala (hélio II) é usado para detecção de escapamentos em instalações de vácuo, para manter constante a pressão em reservatórios de foguetes que vão-se esvaziando do comburente e do combustível, e também para manter em atmosfera inerte superfícies metálicas aquecidas.

Neônio (Ne)

UTILIZAÇÃO:  A maior aplicação do neônio está na construção de anúncios luminosos, pela agradável luz vermelho-alaranjado que emite quando atravessado por uma corrente elétrica. Em mistura com outros gases, a coloração pode assumir outras tonalidades. Também utiliza-se o neônio em válvulas estabilizadoras de tensão.

Argônio (Ar)

UTILIZAÇÃO:  O argônio substitui o hélio na solda de metais de difícil obtenção. Serve também para criar uma atmosfera inerte para a fusão de materiais que, a altas temperaturas, oxidar-se-iam pelo ar.

Criptônio (Kr)

UTILIZAÇÃO: Junto com os demais membros desta família, os gases Neônio e Argônio, constituem componentes na fabricação de lâmpadas incandescentes e fluorescentes. A potencialidade de iluminação oferecida por estes gases nobres vai mais além, os sistemas de iluminação de aeroportos utilizam a mistura destes gases para obter uma luz vermelha, cujo alcance é bem maior que das lâmpadas comuns. Inclusive, este tipo de iluminação é usado também no cinema, está presente nos projetores cinematográficos e, ainda, na forma de flash fotográfico para fotografar em altíssima velocidade.
Para melhor exemplificar o quão eficiente é a energia oferecida por este gás nobre, o laser de Criptônio é usado na medicina para cirurgia da retina dos olhos.

Xenônio (Xe)

UTILIZAÇÃO:  O emprego mais importante do xenônio está na fabricação de flashes eletrônicos, em fotografia. Ao ser atravessado por uma corrente elétrica, esse gás emite uma luminosidade intensa, adequada para a filmagem e produção de películas cinematográficas em cores. Também utiliza-se o xenônio em algumas iluminações urbanas, devido ao seu elevado rendimento (cerca de 5 vezes maior) quando comparados a lâmpadas de filamentos incandescentes.

Radônio (Rn)

UTILIZAÇÃO:  Ainda não possui nenhuma grande aplicação, mas graças às suas características radioativas, o radônio auxilia no estudo da geologia, servindo para a determinação da idade das rochas.