Os Elementos de transição Zinco e Cádmio

Elementos de transição Zinco e Cádmio

Objetivo:
Este estudo tem como objetivo exemplificar como elementos de transição, zinco e cádmio, se comportam na natureza, na industria e em combinação com elementos químicos.

Introdução:
Os elementos químicos de transição ou metais de transição, são definidos pela IUPAC como "um elemento cujo átomo possui um subnível d incompleto ou que possa vir a formar cátions com um subnível d incompleto" e são representados na tabela pelo bloco B (grupo 3 ao 12).
Essa classe de elemento se subside em duas: a dos metais de transição interna (bloco D) e metais de transição externa (bloco F).
A maioria dos metais de transição possui características semelhantes aos metais representativos:

• boa condutividade térmica e elétrica;
• brilho (geralmente prateado ou dourado;
•  e apesar de apresentarem ampla variação de dureza e ponto de fusão/ ebulição, tendem a ser mais duros e possuírem maiores pontos de fusão/ ebulição do que os metais alcalinos e alcalinos terrosos, além de conseguirem formar ligações covalentes entre átomos de mesma espécie (e não apenas metálica) pela presença de orbitais d incompletos.

 Zinco e Cádmio são metais que pertencem ao mesmo grupo da tabela periódica, esses metais e muitos de seus compostos são de grande importância industrial e para a saúde humana. Em relação à saúde, o zinco se constitui em um metal de maior relevância biológica, por sua vez, o cádmio, está entre os elementos químicos mais tóxicos para os organismos vivos.

Propriedades do Zinco:
O elemento zinco, já conhecido por civilizações milenares como a grega e a romana, foi descoberto no século XVIII. O nome zinco possivelmente foi originado do termo alemão zinc. O termo zinc por sua vez pode ter sido derivado de uma corruptela do termo persa "sing" que significa pedra. Independentemente da origem do nome, sabe-se que o metal é conhecido há pelo menos 2 mil anos, sendo as primeiras grandes civilizações ocidentais à identifica-lo como um metal diferente dos demais disponíveis na época. Na Índia foram encontrados plantas industriais rudimentares, onde se processavam os minérios de zinco em larga escala por mais de 400 anos.
Foi na China que a produção de zinco atingiu o seu ápice, pois os chineses desenvolveram o processo de produção e refino em larga escala deste metal.
Documentos do século XVIII atestam que um navio da companhia das Índias  afundou na costa da atual Suécia, com um carregamento de zinco chinês, de alta pureza, como fora atestado posteriormente.
A comunidade cientifica europeia até meados do século XVIII, não havia determinado a identidade química do elemento zinco, embora existam algumas controvérsias históricas, sendo outorgada à Andreas Marggraf a "descoberta" do zinco, através da reação de redução de um de seus minérios de ferro com carvão vegetal.
O metal zinco pode ser extraído de diversos minerais, sendo a Calamina ( silicato que contém zinco) e a Blenda (sulfato de zinco - ZNS) e a Smithsonita (carbonato de zinco - ZnCO3) alguns dos minérios de interesse.
As maiores reservas de zinco metálico a partir do sulfeto de zinco é iniciada pela restilação do minério que consiste em aquecer o minério em atmosfera rica em oxigênio de modo a produzir o oxido de zinco, conforme a equação a seguir:
[pic 1]

Este óxido de zinco será reduzido como carvão, formando zinco metálico  e monóxido de carbono. Conforme a reação a seguir:

[pic 2]

 Embora a rota piro seja muito utilizada pode-se obter o zinco através da eletrólise de seus sais.
Algumas aplicações do zinco:

• O zinco metálico é usado como metal de sacrifício, com o objetivo de que o mesmo sofra corrosão no lugar do metal principal, como o ferro e a liga de aço (metais muito importantes usados na construção civil). Suas ligas metálicas desempenham um bom papel, sendo utilizadas na industria automobilística.
• O elemento zinco é um micronutriente de importância crucial aos seres vivos. Uma vez que esta presente no sitio ativo das enzimas. Está presente nos alimentos e a quantidade desse micronutriente está em constante reposição em nossos organismos.
  Como não produzimos o zinco no nosso organismo e temos que consumi-lo por fontes externas, podemos encontra-lo em diversos tipos de alimentos, como na farinha de trigo integral, nozes, ovos, carnes bovinas, peixes, aves, leites e derivados, mariscos e feijão.
  A falta de zinco no corpo acarreta sintomas como: atraso no crescimento celular, diarreia crônica, atraso da maturidade sexual, pouco apetite e deficiência do sistema autoimune.

Benefícios do zinco:

• Melhora do funcionamento cerebral: Ele ajuda na função neurotransmissora e mantém a estrutura e saúde cerebral. Ele é responsável pelas enzimas que processamos os ácidos graxos na membrana cerebral mantendo-o saudável e ativo. É responsável também pela quantidade de sono e da vigília e promove a síntese de dopamina e serotonina eliminando riscos da depressão.
• Previne doenças degenerativas: O zinco promove um bom desenvolvimento para a memória e o aprendizado. Os metais pesados que vão se acumulando no cérebro ao longo da vida são responsáveis por diversas doenças degenerativas como o Alzheimer e o zinco remove de maneira muito eficaz todas essas toxinas do nosso organismo ajudando a manter as células cerebrais saudáveis. Também ajuda a combater doenças como o TDAH (transtorno de déficit de atenção e hiperatividade).
• Combate o envelhecimento: Manter os níveis de zinco adequados no organismo vai melhorar a aparência da pele e dos cabelos. Também auxilia no retardo do envelhecimento dos olhos.
• Melhora a saúde cardiovascular: A deficiência de zinco pode aumentar o colesterol de as inflamações, o que aumenta o risco de doenças coronarianas.
• Previne doenças crônicas e câncer: O zinco possui uma importante função, ele colabora para a reprodução saudável das células, com isso ajuda a prevenir todos os tipos de câncer. Doenças relacionadas ao mal funcionamento do sistema imune também são combatidas.
• Saúde feminina: O zinco assegura a fertilidade da mulher, pois a produção e o crescimento de óvulos requer a presença de zinco no organismo.
  A falta de zinco também facilita a ocorrência do câncer de mama.
• saúde masculina: Esse mineral é muito importante para a próstata, sua deficiência pode elevar as chances de câncer de próstata e de colo do reto. A produção de testosterona também depende dos níveis de zinco e sua deficiência diminui a fertilidade, já que o zinco favorece a mobilidade dos espermatozoides.

 Sintomas da deficiência de zinco:

• Retardo do crescimento;
• Pressão arterial baixa;
• Perda do apetite;
• Perda de olfato e paladar;
• Depressão;
• Pele áspera;
• Perda de peso;
• Pele pálida;
• Diarreia;
• Perda de cabelo;
• Fadiga;
• Manchas brancas sob as unhas.

1. Propriedades do Cádmio:
    O cádmio é um subproduto da mineração do zinco,é um metal raro que é mais facilmente encontrado em ambientes aquáticos e possui a propriedade de ser insolúvel, por isso se acumula nas gramíneas, em aves, gados, cavalos e na vida selvagem.
   O cádmio é um metal azulado e tão mole que pode ser cortado com uma faca. Foi descoberto em 1817 pelo químico alemão Friedrich Stromeyer, e lhe deu esse nome porque o extraiu de um mineral chamado Cadmia (palavra que deriva do grego Cadmus, nome  do mítico fundador da cidade de Tebas).
   Se ordenássemos  os elementos químicos que compõe a crosta terrestre, segundo sua abundancia, o cádmio ocuparia a posição 65, um lugar intermediário.
   Suas propriedades são parecidas com as do zinco e é habitual que os minérios se encontrem juntos.
   Um dos lugares mais contaminados com cádmio no planeta são os arredores da mina Shipam (condado de Somerset - Inglaterra), na década de 1970, os alunos de uma escola local plantaram alface e viram que as folhas ficaram amarelas. O solo continha 500 vezes mais cádmio que o normal.
   O programa para o ambiente das nações unidas incluiu o cádmio em sua lista dos 10 contaminantes mais perigosos. E descobriram que a principal razão dessa doença era pela ingestão de certos alimentos que se acumulavam nos tecidos e órgãos dos seres vivos. Plantas como a alface, espinafre e repolho, absorvem facilmente o cádmio do solo, também o pasto comido pelo gado que absorve com facilidade o cádmio do solo, assim, acabamos ingerindo o cádmio de qualquer forma, através das verduras, das carnes e assim por diante.
   Em média uma pessoa consome 25 milionésimos de gramas de cádmio por dia e como o organismo não absorve essas moléculas, elas ficam armazenadas no corpo por décadas. Uma pessoa com 50 anos carrega entre 20 e 40 milésimos de grama de cádmio no corpo. Do ponto de vista toxicológico isso é uma grande quantidade mas não afeta a saúde, pois eles ficam alojados nos rins. Mas se o organismo receber muito cádmio, as proteínas que o capturam não são suficientes e o funcionamento dos rins se altera. A atmosfera recebe 22 toneladas de cádmio por dia, 90% provém da atividade humana, o resto provem dos incêndios florestais, dos vulcões, e do desgaste do solo e das rochas. As principais fontes humanas de cádmio são os fertilizantes, combustíveis fósseis e as industrias de ferro e aço. O cádmio é um bom condutor de eletricidade que serve para fabricar componentes eletrônicos, também é empregado para proteger outros metais da corrosão.
   Quando combinado com outros elementos químicos, forma substâncias amarelas, vermelhas ou alaranjadas usadas para colorir plásticos, vidros e cerâmicas. Além disso, é útil para estabilizar plásticos, porque absorve a luz ultravioleta que degrada. 80% das industrias do cádmio são dedicadas à fabricação de baterias recarregáveis  que duram mais tempo. As baterias de níquel-cádmio tem numerosas aplicações domesticas (telefones sem fio, controles remotos e brinquedos), industriais ( iluminação de emergência, veículos eletrônicos, fontes de energia de trens e aviões).
   Na década de 1960, começou-se a tomar precauções para diminuir a liberação de cádmio no ambiente. Nos anos seguintes diminuíram suas quantidades na água, no solo e na atmosfera, também reduziu o consumo involuntário de cádmio através dos alimentos. Da mesma forma foi recomendada as industrias que trabalham com o cádmio que apliquem regras rígidas de higiene industrial para diminuir a contaminação do ambiente e submeter seus trabalhadores à exames de rotina para a avaliação médica dos níveis aceitáveis de cádmio para poder prevenir riscos ainda maiores.
   
   Conclusão:

Através deste presente estudo, percebeu-se a grande importância dos metais de transição e de seus compostos, em especial os elementos zinco e cádmio que apesar de serem da mesma família (grupo 12), de uma forma muito particular tornam-se edm protagonista e antagonista de um ciclo vital para a saúde humana.
Um é tão importante, tão vital, de o outro um elemento muito tóxico capaz de causar males irreversíveis para um ecossistema inteiro.

Referências bibliográficas:
Browm, Theodore L. (Química, a ciência central - 9º edição. Pearson, 2005)
Feltre R. (Química Geral - 5º edição. São Paulo - Moderna, 2000)
www.crq4.org.br/quimicaviva
www.scielo.br
www.brasilescola.com.br
www.biosom.com.br
www.mundoeducacao.com.br
www.ecodebate.com.br