Sio2: o óxido mais abundante na crosta terrestre

Sio2: o óxido mais abundante
na crosta terrestre
A palavra litosfera vem do grego lithos, que significa “rocha”, e sphaira,
que quer dizer “esfera”. A litosfera é a camada externa de material rochoso
que envolve o globo terrestre. A porção exterior da litosfera é denominada
crosta terrestre. É nela que vivemos e é sobre ela que se encontram os rios,
lagos e oceanos.
O oxigênio é o elemento mais abundante da crosta, seguido de silício,
alumínio e ferro. Esses e os demais elementos químicos são encontrados na
crosta e fazem parte da composição dos minerais.
Minerais são as substâncias presentes naturalmente na crosta
terrestre.
Rochas são agregados naturais formados por um ou mais minerais.
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Hélio
Hélio
(cerca
(cerca
de 25%)
de 25%)
Ferro
Ferro
(39,9%)
(39,9%)
Oxigênio
Oxigênio
(28,5%)
(28,5%)
Hidrogênio
Hidrogênio
(cerca
(cerca
de 75%)
de 75%)
Magnésio
Magnésio
(13,2%)
(13,2%)
Silício
Silício
(14,3%)
(14,3%)
Os Os
demais
demais
Os Os
demais
demais
(menos
(menos
de 1%)
de 1%)
Esquema da abundância dos
elementos químicos, expressa em
porcentagem em massa:
A no Universo;
 no planeta Terra como um todo;
 na crosta terrestre;
 no organismo humano.
Fonte: J. S. Faughn, R. Chang e J.
Turk, Physical Science, 2. ed., Saunders,
Orlando, 1995. p. 340.
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Oxigênio
Oxigênio
(46,6%)
(46,6%)
Silício
Silício
(27,7%)
(27,7%)
Os Os
demais
demais
(9,0%)
(9,0%)
Cálcio
Cálcio
(3,6%)
(3,6%)
Ferro
Ferro
(5,0%)
(5,0%)
Alumínio
Alumínio
(8,1%)
(8,1%)
(4,1%)
(4,1%)
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Oxigênio
Oxigênio
(65%)
(65%)
Carbono
Carbono
(18%)
(18%)
Os Os
demais
demais
(1%)
(1%)
Fósforo
Fósforo
(1%)
(1%)
Cálcio
Cálcio
(2%)
(2%)
Nitrogênio
Nitrogênio
(3%)
(3%)
Hidrogênio
Hidrogênio
(10%)
(10%)
ARNOLD FISHER/SpL/LAtINStOCK
MARK A. SCHNEIDER/pHOtO
RESEARCHERS, INC./LAtINStOCK
FABIO COLOMBINI
O quartzo é um exemplo de mineral. Sua fórmula é SiO2 (dióxido de silício). Além de presente no granito (rocha formada pelos minerais quartzo,
feldspato e mica), é também encontrado como cristais com a forma de prismas
(conhecidos como cristais de rocha), de aspecto semelhante ao vidro, podendo
ser incolor ou colorido. A cor é devida a impurezas nele presentes. É o caso da
ágata (branca), do citrino (marrom), da ametista (roxa) e do quartzo rosa.
Citrino, ametista e quartzo rosa.
Apesar de a fórmula do quartzo ser SiO2, ele não é formado por moléculas
com um átomo de silício e dois de oxigênio. Trata-se, na verdade, de um sólido
cristalino com uma estrutura tridimensional. Nessa estrutura, para cada átomo de silício presente, há dois de oxigênio, o que justifica a fórmula SiO2.
Se aquecermos o quartzo até que sofra fusão e o resfriarmos para que
retorne ao estado sólido, obteremos o vidro.
Qual é, então, a diferença entre o quartzo e o vidro?
A diferença está no arranjo dos átomos. Enquanto o quartzo é formado por
um cristal em que há muita organização na posição dos átomos (veja modelo
microscópico na ilustração A), o vidro, apesar de possuir a mesma fórmula
(SiO2), não tem tanta organização microscópica (veja modelo na ilustração ).
Costuma-se dizer que o quartzo é um sólido cristalino e o vidro é um
sólido amorfo.
Há autores que não consideram o vidro como sólido, e sim como “líquido”, devido ao fato de não possuir a organização cristalina característica dos sólidos.
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Modelo microscópico (em corte)
do quartzo
Modelo microscópico (em corte) do
vidro. O quartzo apresenta alta
organização microscópica e o vidro não.
Na fabricação industrial do vidro utiliza-se areia, que é pó de quartzo (SiO2).
Como o ponto de fusão desse material é muito alto, 1.710 °C, acrescenta-se barrilha
(Na2CO3) e calcário (CaCO3), o que faz a temperatura de fusão da mistura baixar
para, aproximadamente, 1.000 °C, temperatura mais fácil de ser atingida.
Para colorir o vidro, são acrescentadas substâncias adequadas, como, por
exemplo:
• Cu2O — vermelho
• CoO — azul
• compostos de ferro (II) — verdes
• CaF2 — branco-leitoso
• compostos de ferro (III) — amarelos
• TiO2 — opaco
GABOR NEMES/KINO
pAUL RApSON/SpL/LAtINStOCK
• MnO2 — violeta
A sílica-gel é um derivado da sílica com alta capacidade
higroscópica (absorve água da atmosfera). É usada para
desumidificar embalagens de aparelhos eletrônicos. Às vezes,
contém um aditivo (sal de cobalto (II)) que é azul na ausência
de água e rosa na sua presença.
O vidro pode ser colorido adicionando-se propositalmente a ele
determinadas substâncias durante a fabricação.
aproveitando os minerais
Como já vimos, as substâncias encontradas naturalmente na crosta
terrestre são chamadas de minerais. Alguns deles podem ser aproveitados
pela indústria de transformação, que os emprega como matérias-primas na
fabricação de produtos necessários ao ser humano.
Minério é o nome dado a um mineral a partir do qual é
economicamente viável a extração de um elemento químico.
tabela
Exemplos de minérios
Minério
Enxofre nativo
Carvão mineral
Fosforita
Areia
Ouro nativo
Hematita
Magnetita
Bauxita
Cassiterita
Pirolusita
Galena
Blenda
Fórmula da substância
predominante
S
C (grafite)
Ca3(PO4)2
SiO2
Au
Fe2O3
Fe3O4
A,2O3
SnO2
MnO2
PbS
ZnS
Elemento extraído
Enxofre*
Carbono*
Fósforo
Silício
Ouro*
Ferro
Ferro
Alumínio
Estanho
Manganês
Chumbo
Zinco
* Elementosencontradosnanaturezacomosubstânciasimples.
A tabela acima mostra alguns minérios e os elementos que podem ser
obtidos a partir deles. Como você pode deduzir dos exemplos apresentados,
os minérios são geralmente sais ou óxidos. Em alguns casos, contudo, os
elementos existem na natureza na forma de substâncias simples.
Os minérios são extraídos dos locais onde ocorrem naturalmente, as
jazidas. A seguir, são purificados e, caso o elemento não ocorra na forma
de substância simples, eles passam por reações químicas para que se possa
extrair deles o elemento desejado.
Ca3(PO4)2
P4
SiO2
Fe2O3/Fe3O4
A,2O3
SnO2
PbS
Matérias-primas para
obter por meio
de reações
químicas
adequadas
ZnS
Si
Fe
A,
Sn
Pb
Zn
Obtenção dos elementos e tabela periódica
H
Li
He
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na Mg
A�
Si
P
S
C�
Ar
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
Ru Rh Pd
Ag Cd
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
Os
Au Hg T�
Pb
Bi
Rn
Er Tm Yb
Lu
K
Ca
Sc
Ti
V
Rb
Sr
Y
Zr
Nb Mo
Cs
Ba
La
Hf
Ta
W
Re
Ce
Pr
Nd
Sulfetos
Óxidos
Cr Mn Fe
Podem
ocorrer não
combinados
Co
Ir
Ni
Pt
Cu
Sm Eu Gd Tb Dy Ho
Sais
haletos
Fosfatos
Silicatos
C do
Carbonatos
carvão,
B do bórax
Fonte da tabela: J. C. Kotz et al. Chemistry & Chemical reactivity. 6. ed. Belmont, Thomsom-Brooks
Cole, 2006. p. 1.077.
Você entendeu a leitura?
1) Faça uma pesquisa dos três minérios mais abundantes no Brasil.
2) Descreva, em linhas gerais, como é o processo de obtenção do alumínio.
3) O que são quilates? Qual sua relação relação com o ouro?
4) Cite três tipos de 'aços' com suas aplicações.
5) O que é o fenômeno da 'passivação' nos metais? Qual sua relação com a oxidação?
6) O Chumbo é chamado de 'metal pesado'. Pesquise sobre as doenças relacionadas ao ingestão de chumbo, indicando
quais são os sintomas e quais as providências que alguém envenenado por chumbo deve efetuar.