O Chumbo e a Química Envolvida

O chumbo e a química envolvida

Elemento metálico da tabela periódica, cujo símbolo é Pb, é denso, possui boa moleza, dúctil, cinzento azulado, pesado, com superfícies de cortes brilhantes está localizado no mesmo grupo pertencente ao Carbono na Tabela Periódica, grupo 14 e 6º período. Cujo seu número atômico é 82, possui configuração eletrônica [Xe] 5s2 4f14 5d10 6p2. Sua massa atômica corresponde a 207,2u, densidade 11340 kg/m3, ponto de fusão 327,5ºC e ponto de ebulição 1740ºC.

Metal pesado e macio podendo ser deformado ao ser tocado pelas mãos possui a maior densidade dos metais sólidos, e possui brilho intenso, porém seu brilho desaparece em contato com o ar, pois rapidamente é recoberto por uma camada delgada de óxido de chumbo, protegendo-o da oxidação do metal, tornando-o altamente empregado no setor industrial, em cabos, tubulações, transporte de reagentes oxidantes, na fabricação de vidros, dentre outros.

A água sem ar, não agride ao chumbo. Quando em presença do ar, o chumbo se transforma pela ação da água, em um hidróxido, conhecido como hidróxido de chumbo (Pb(OH)2). A água que contém o dióxido de carbono dissolvido ataca o chumbo semelhante, com a formação de bicarbonato de chumbo (Pb(HCO3)2).

Já o ácido sulfúrico e o ácido clorídrico não atacam o chumbo, podendo ser visto que à superfície se forma imediatamente uma camada que faz a proteção do metal que recobrem, essas camadas formadas são o sulfato de chumbo (PbSO4), sal insolúvel ou cloreto de chumbo (PbCl2).

Como propriedade química, o chumbo é um metal moderadamente ativo, pouca dissolução em água, e maior em ácidos quentes, e não reage com o oxigênio no ar, dificultando sua queima.

Não distante de outros metais, a exemplo do Ferro, o Chumbo foi bastante conhecido como um dos metais mais usados precocemente pela humanidade. Num Museu Britânico encontra-se uma peça em chumbo que data de 3.800 anos a. C.. Entre sua produção e extração na forma metálica, a China data desde 3000 a.C. e os fenícios o exploravam desde 2000 a.C., segundo evidências da existência de fornalhas rudimentares confeccionadas por pedras. Mas somente no século V a.C. que o elemento começou a ser mais explorado e usado em diversos artefatos pelo Império Romano.

Suas maiores utilidades na antiguidade eram em maquiagem pelos egípcios (o pó utilizado era feito com galena, um tipo de minério de chumbo, depois foi substituído pela estibinita (Sb2S3)), usado como base para tinta (por milênios o chumbo se fez presente em muitos pigmentos, como o branco de chumbo (2PbCO3·Pb(OH)2), branco de chumbo sublimado (PbSO4·Pb(OH)2), vermelho de chumbo (Pb3O4) e cromato de chumbo (PbCrO4, amarelo brilhante), muitos dos artistas que os utilizaram, foram vítimas de intoxicação), devida seu grande poder de cobertura, e posteriormente com a sua grande exploração e a criação de benfeitorias, começou a ser utilizados em encanamentos, caixões, talheres de estanho, rebaixo de cunhagem de prata, na correção da acidez do vinho e em geral em vários utensílios para cozinha. Mesopotâneos utilizaram o pratos de chumbo para registrar as primeiras inscrições da humanidade. E abaixo dos Jardins Suspensos da Babilônia, folhas de chumbo impermeabilizavam a umidade.

Houve um declínio da mineração do Chumbo, na Idade das Trevas, porém, na Idade média reapareceu, foram gerados novos usos ao elemento, que passou a ser utilizado em esmaltes e soldas para confecção de pequenos objetos de arte, balas e impressões.

Embora sua descoberta e seu uso, mas devido sua toxicidade até então desconhecida muitos romanos morreram sem saber que o que causaram grande parte dos óbitos sendo uma possível razão para a queda do Império Romano. Seus compostos são venenosos, e tão tóxicos que quando absorvidos pelos organismos dos humanos, ele descontrola e desliga as enzimas que trabalham na sintetização da hemoglobina. Conforme não acontece essa sintetização há um acúmulo de ácido aminolevulínico, o que gera cólicas estomacais, distúrbios de atenção, falta de apetite, vômito, insônia, distúrbios de inteligência e de memória,  constipação intestinal, anemia, descoordenação motora entre outras desconformidades.

Mas isso é só o começo de seu malefício ao organismo, pois conforme se acumula no organismo, causa envenenamento, conhecido como saturnismo ou plumbismo. E como foi dito o chumbo na época dos Romanos seu uso eram tão intensos que até em comida eles utilizavam chumbo, ao darem sabor adocicado o que causou grande envenenamento da população.

As maiores jazidas do mundo são encontradas atualmente estão na Austrália, China e nos Estados Unidos. E no Brasil são encontradas no Estado do Rio Grande do Sul.

A sua obtenção não era difícil, o que fez que seu aparecimento pelos anos fosse lembrado.  Mas não era abundante se comparado a outros minerais. De forma natural ele é encontrado na forma de galena, assim conhecido o sulfeto de chumbo (PbS). Porém existem vários íons em suas derivações com cerca de mais de 60 tipos de minerais. Segundo o Museu de Minerais e Rochas “Heinz Ebert” – Unesp, 2012, existem 8 minerais os quais são os de maior relevância quando se trata de associações com o chumbo, podemos descrevê-las na tabela abaixo, analisando o mineral, sua composição elementar e associação:

Mineral	Composição	Associação
Galena	PbS	Zn, Ag, Cu, Fe, dentre outros
Cerussita	PbCO3	Galena, Esfarelita e minerais secundários
Anglessita	PbSO4	Galena
Boulangerita	5PbS.2Sb2S3	Galena e Sb
Bournonita	2PbS.Cu2S.Sb2S3	Galena, Cu e Sb
Piromorfita	Pb5(PO4)3Cl	Galena e Cerussita
Jamesonita	Pb4FeSb6S14	Minérios de Zn e Cu
Wulffenita	PbMnO4	Outros molibdatos

O chumbo é versátil, podendo ser associado a outros metais. A produção do chumbo metálico se dá em três etapas. Primeiramente o mineral é trabalhado a fim de eliminar impurezas e pré-concentração nele existentes, o segundo processo e o terceiro, estão envolvidos no aquecimento do mineral a altas temperaturas, (sinterização e fundição) o que o transforma em sulfeto ou em óxido e conseguinte em chumbo metálico.

Conforme percebemos a Galena é o principal mineral do qual se obtém o chumbo, isso por que se apresenta em maior concentração no chumbo mais de 85%. Ela pode ser obtida pelo processo de Ustulação. Segundo Rocha, 1973, a galena é aquecida (calcinação) com fluxo de oxigênio, resultando no óxido de chumbo, PbS + O2    PbO + SO2. [pic 1]

Ao se obter o óxido de chumbo (PbO), para se formar o chumbo metálico, pode-se utilizar o método de adicionar agentes redutores ao óxido e levá-los a um alto forno com coque(parte do qual se oxida o monóxido de carbono, que também participa na redução do óxido de chumbo) ou com parte da galena não calcinada. Nesta fase, conforme, Rocha 1973, o chumbo obtido contém impurezas como cobre, arsênio, antimônio, estanho e enxofre, após ter sido separado por flotação (ou por eletrólise) e purificado por destilação adquire 99,99% de pureza. A prata é eliminada pleo método conhecido como método Parkes ou método de Pattinson.

Sua produção mundial tem caído 75% nas últimas décadas, porém a reciclagem do material tem  aumentado devido sua escassez, a produção secundária que contempla a reciclagem do metal, cresceu 11%. A produção no Brasil soma a produção mundial cerca de 0,4%, uma quantidade pequena, mas grande parte da produção é exportada para outros países.

Com todas suas características, maleabilidade, baixo ponto de fusão, resistência a corrosão, opacidade aos raios-X e gama e estabilidade química no ambiente o chumbo, é potencialmente diversificado em suas aplicações, a exemplo por possuir sua alta densidade, auxilia na absorção de radiação ionizante, sendo o principal protetor radiológico, muito utilizado também em automóvel, aplicado em suas baterias e também quando se faz balanceamento nos pneus. Suas propriedades diversificadas permitem as tecnologias variadas o seu uso, como em fabricação de lâminas, canos de alta flexibilidade e resistência, em soldas automotivas, em ligas metálicas (ligas de baixo ponto de fusão (Sn-Pb-Bi) e ligas para solda (Sn-Pb)), revestimentos de cabos, tintas, pigmentos (pigmentos na cor amarela – PbCrO4 e na cor branca Pb(OH)2.2PbCO3), e aditivos plásticos.

Na tabela a seguir podem ser visualizados alguns de seus compostos e seus principais usos conforme, Prada, 2010.

Composto	Usos
Acetato de chumbo	Inseticida, impermeabilizante, verniz, pigmento
Brometo de chumbo	Aditivo de plástico, catalisador de fotopolimerização
Cromato de chumbo	Pigmento de tintas, borracha, plástico, cerâmica
Iodeto de chumbo	Ligas metálicas, tintas para impressão, fotografia
Nitrato de chumbo	Fixador em corantes, sensibilizador para fotografia, explosivos
Óxido de chumbo	Baterias e acumuladores, cerâmicas, esmaltes, tintas, vernizes
Sulfato de chumbo	Baterias e acumuladores

A produção mundial tem utilizado o chumbo, principalmente no setor automotivo, na produção de baterias de chumbo-ácido. Elas possuem placas de chumbo metálico e podem ser recarregadas através de reações químicas reversíveis. Outra aplicação que tem se reduzido foi o uso de tetraetil-chumbo como antidetonante na gasolina, devido seus impactos ambientais e problemas a saúde pública. Podemos dizer que cerca de 80% de seu uso tem sido em baterias, 6% em produtos laminados e extrudados, 5% em pigmentos, 3% em munição, 2% em ligas metálicas, 1% em revestimentos de cabos, e as demais aplicações chegam aos três últimos porcentos.

 É de notável preocupação quando o chumbo é empregado na indústria de eletrônicos, cujo emprego tem sido em soldas e em tubos de raios catódicos, pois seu descarte tem sido realizado de maneira ineficiente. Segundo Oliveira et. al, 2010, 40% da massa dos aparelhos eletrônicos são constituídos por chumbo, algo que é pouco conhecido pela sociedade.

De acordo com a OMS (Organização Mundial da Saúde), e segundo Azevedo, 2010 existem 10 substâncias que são enormemente prejudiciais a saúde, porém quatro destacam-se por serem metais pesados, onde destacamos o chumbo, arsênio e mercúrio.

Uso de chumbo como matéria-prima na indústria atualmente é fundamental por suas propriedades físicas e químicas resultantes desse metal. Portanto, cuidados na manufatura, na manipulação desses componentes, em seu armazenamento, devem seguir regras meticulosas para não ocorrer contaminação. Também devem ser mantidos cuidados ao serem utilizados quaisquer elementos produzidos com chumbo a fim de evitarmos problemas na saúde e ambientais na sociedade.

Referências:

ATKINS, P. W.; SHRIVER, D. F.. Inorganic Chemistry. 3th Oxford: University Press, 1999.

AZEVEDO, M. F. A. (2010), Abordagem inicial no atendimento ambulatorial em distúrbios neurotoxicológicos. Parte I - metais. Revista Brasileira de Neurologia, 46, 17-31.

BARROS, HAROLDO L.C..Química inorgânica; uma introdução. Belo Horizonte: GAM; Editora distribuidora, 2001.

HOLZBACH1 J. C.; BARROS, E.I.T.M.; KRAUSER, M. O. e LEALL, P. V. B. Chumbo: Uma introdução à extração e a fitorremediação. Journal of Biotechnology and Biodiversity, Vol. 3, N. 4: pp. 178-183, Novembro. 2012.

IAN S. B., John F. H., Inorganic Chemistry, principles and applications, Redwood City, Calif. : Benjamin/Cummings, 1989.

MUSEU de Minerais e Rochas “Henz Ebert”, Universidade Estadual Paulista. Disponível em:<http://www.rc.unesp.br/br/museudpm/> Acesso em: 05 de novembro de 2021.

OLIVEIRA, R. S.; Gomes, E. S.; Afonso, J. C. (2010), O Lixo Eletrônico: Uma Abordagem para o Ensino Fundamental e Médio. Química Nova na Escola, 32, 240-248

PRADA, Sílvio Miranda, Oliveira, C. E. S. A importância do chumbo na História. (2010). Disponível em: https://www.crq4.org.br/a_importancia_do_chumbo_na_historia. Acesso em: 05 de novembro de 2021.

ROCHA, A. J. D. (1973), Perfil Analítico do Chumbo, Ministerio de Minas e Energia, Boletim Nº 8.

A química do chumbo

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