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Grupo 7 Manganês, Tecnécio, Rênio, Bóhrio Grupo 7 • Possuem sete elétrons de valência. • A configuração eletrônica dos elementos desse grupo é d5 s². • O maior estado de oxidação possível é (+ VII), quando todos os elétrons são utilizados para formar ligações. • O Mn é o elemento que exibe, maior faixa de oxidação do grupo. • O Mn é o mais reativo que seus vizinhos na tabela periódica. Reage lentamente com H2O, liberando H2, e se dissolve prontamente com ácidos diluídos. Grupo 7 • Os metais Tc e Re são menos reativo que o Mn. Eles não reagem com H2O, nem com ácidos não-oxidantes. • Geralmente, os três metais Mn, Tc, e Re são obtidos na forma de um pó acinzentado, mas na forma maciça eles se parecem com a platina. • O rênio metálico tem o segundo ponto de fusão mais alto de todos os metais. Manganês • Símbolo: Mn • Numero atômico: 25 • Massa atômica: 54,93 • Ponto de fusão: 1519 K (1246 °C • Ponto de ebulição: 2334 K (2061 °C • Estado de oxidação: 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -2, -3 (óxidos ácido básico ou anfótero, dependendo do estado de oxidação). • Estrutura cristalina: cubico de corpo centrado Manganês • Foi descoberto de 1774 pelo sueco Johan Gottlieb Gahn. • É um metal de transição externa, usado principalmente me ligas de aço, e também, para a produção de pilhas. • O Mn é bastante eletropositivo e se dissolve em ácidos não-oxidantes diluídos, a frio. • O manganês é um metal de coloração cinzento-prateado muito parecido com o ferro. Ele é um metal duro e muito quebradiço, difícil de fundir, mas que se oxida facilmente. • O manganês metálico e seus íons comuns são paramagnéticos. Manganês • O manganês é produzido em quantidades muito grandes, e a maior parte encontra emprego na indústria do aço. • Também são produzidas grandes quantidades de MnO2 (Dióxido de manganês), usado principalmente me “pilhas secas” e na indústria de cerâmica. • Os elementos tecnécio e rênio raramente são encontrados. Eles diferem do manganês por terem uma química de cátions pobre, por seus estados de oxidação elevados serem muito mais estáveis. Manganês Extraído predominantemente como minério pirolusita, MnO2 (Dióxido de manganês). Material secundário originado da lixiviação do Mn de rochas ígneas, por águas alcalinas, e sua deposição como 𝑀𝑛𝑂2. Atualmente o Mn puro é obtido por eletrolise de soluções aquosas de 𝑀𝑛𝑆𝑂4 (sulfato de manganês. Manganês • O metal puro tem poucas aplicações. 95% dos minérios do manganês produzidos são utilizados na industrias siderúrgica, para a produção de ligas. A mais importante delas é o ferro-manganês, que contem 80% de Mn. • O Mn é um aditivo importante na fabricação de aço, atua como removedor de oxigênio e de enxofre, impedindo assim a formação de bolhas e torna-o menos quebradiço. Manganês O processo de fosfatação com manganês é usado no tratamento contra ferrugem e corrosão do aço. Dependendo do seu estado de oxidação, os íons de manganês possuem cores variadas e são usados industrialmente como pigmentos. O dióxido de manganês é usado como cátodo (ou receptor de elétrons) em baterias e células secas padrões e alcalinas disponíveis no mercado Minério de manganês Tecnécio • Símbolo: Tc • Massa atômica 98 u • Massa atômica: 43 • Ponto de fusão: 2430 K • Ponto de ebulição 4538 K • Estado de oxidação: 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1, -3 (óxido ácido forte) • Estrutura cristalina: hexagonal Tecnécio • Foi descoberto por Carlo Perrier e Emilio Segré na Itália em 1937, numa amostra de molibdênio, que foi bombardeada com núcleos de deutério em um ciclotron. • É um metal cinza prateado, que lentamente perde o brilho em contato com o ar úmido. • O tecnécio não ocorre na natureza, tendo sido o primeiro elemento a ser obtido artificialmente. Todos os seus isótopos são radioativos, e só recentemente suas propriedades químicas foram estudadas. Tecnécio • O tecnécio poderia apresentar várias aplicações como, por exemplo, em aços protegendo-os da corrosão, porém devido a problemas com a sua produção (em reatores nucleares), estas aplicações são muito limitadas. • O 99 Tc é um dos produtos de fissão do urânio. É um emissor beta com uma meia vida de 2,1 x 105 anos. Aparentemente possui uma baixa toxidez, não apresentando por exemplo nenhuma mudança significante no corpo humano. Tecnécio O Tecnécio (99𝑇𝑐 𝑚) ligado a uma substância com afinidade biológica conhecida vira um radiofármaco, é largamente utilizados na medicina nuclear e na oncologia, com finalidade diagnóstica e terapêutica . Possui meia vida de 6 horas. Tomografia feita com aplicação de tecnécio-99m no paciente mostra câncer nos ossos superiores das pernas Rênio • Símbolo: Re • Número atômico: 75 • Massa atômica:186,2 u • Ponto de fusão: 3459 K • Ponto de ebulição: 5869 K • Estado de oxidação: 6, 4, 2, -2 (ligeiramente ácido) • Estrutura cristalina: hexagonal. Rênio • Foi o último elemento natural a ser descoberto. Considera-se que foi descoberto por Walter Noddack, Ida Tacke e Otto Berg, na Alemanha. Em 1925. • É um metal de transição branco prateado, pesado, sólido na temperatura ambiente, raramente encontrado na natureza. • É obtido como subproduto do processamento de minerais de molibdênio. É empregado principalmente em catalisadores. Rênio • É um elemento muito raro e ocorre em pequenas quantidades em minérios de sulfeto de molibdênio. É recuperado da poeira resultante da calcinação desses minérios, na forma de Re2O7. Este é dissolvido em NaOH, formando uma solução contendo íons perrenato, ReO4 -. Esta é concentrada e o rênio é precipitado como perrenato de potássio, KReO4 ou NH4ReO4 com hidrogênio. . Rênio • Apresenta um elevado ponto de fusão, e é um elemento muito denso. O rênio não é encontrado na forma livre na natureza ou em algum mineral em especial. Este elemento encontra-se em pequenas quantidades espalhado por toda a crosta terrestre, em torno de 0,001 ppm. • Catalisadores de rênio-platina são usados para a obtenção de chumbo metálico, gasolina de alta octanagem, e em superligas resistentes a elevadas temperaturas usadas para fabricação de peças de motores de jatos Rênio Outros usos: • Extensivamente usado como filamentos em espectrógrafos de massa e em detectores de íons. • Como aditivo no tungstênio ou em ligas a base de molibdênio para melhorar suas propriedades. • Catalisadores de rênio são muito resistentes ao envenenamento químico, sendo usados em determinados tipos de reações de hidrogenação. • Em material de contato elétrico devido a sua boa resistência ao desgaste e a corrosão. • Termopares que contem ligas de rênio e tungstênio são usados para medir temperaturas de até 2200 °C. • Fio de rênio é usado em lâmpadas de flash para fotografias. • Usado em uma bactéria para o combate de câncer de pâncreas conhecido como Rênio- 188. Rênio de alta pureza Bóhrio • O bóhrio (em homenagem a Niels Bohr) ou Eka-Rênio (por estar localizado abaixo do rênio na tabela periódica) é um elemento químico sintético. • É um elemento de transição, radioativo, transurânico, provavelmente metálico, sólido, de aspecto prateado, cujo isótopo mais estável, Bh-262, apresenta meia-vida de 102 minutos. • O isótopo de bóhrio-261 foi sintetizado em 1976 por cientistas soviético em Dubna, bombardeando bismuto com íons pesados de cromo. Fora da pesquisa científica nenhum uso é conhecido para o bóhrio. Bóhrio • O bóhrio é o quinto membro da série 6d de metais de transição e o membro mais pesado do grupo 7 na tabela periódica, abaixo do manganês, do tecnécio e do rênio. • Espera-se que o bóhrio seja um sólido emcondições normais. O bóhrio deve ser um metal muito denso, sendo o terceiro mais elevado de qualquer um dos 118 elementos conhecidos, inferior apenas ao meitnério, e Hássio. Grupo 8 Ferro, Rutênio, Ósmio, Hássio Grupo 8 Ferro • Valência +2, +3 e +6. • 𝐹𝑒++ 𝐹𝑒+++ Formam complexos, tais como o íon ferrocianeto, 𝐹𝑒(𝐶𝑁)6 −−−−, e o íon ferricianeto, 𝐹𝑒(𝐶𝑁)6 −−−. Ferro O ferro puro é um metal branco- prateado brilhante Funde a 1535º C e ferve a 3000º C. (ferro α) é de corpo centrado. A 912º C o ferro γ que tem arranjo de face centrada. A 1400º C ferro δ e apresenta arranjo de corpo centrado. Usado química analítica e tratamento anemia. Ferrita e Austenita Ferro Os minérios mais importantes do ferro são seus óxidos hematita, 𝐹𝑒2𝑂3, e magnetita, 𝐹𝑒3𝑂4, e seu carbonato siderita, 𝐹𝑒𝐶𝑂3. Usa-se o sulfeto de ferro, 𝐹𝑒𝑆2(pirita) na obtenção de dióxido de enxofre, e o emprego como matéria prima siderúrgica do óxido de ferro, resulta da ustulação da pirita, do qual o enxofre é uma impureza indesejável. O produto da redução do minério de ferro em altos-fornos é uma liga ferro-carbono contendo normalmente silício, manganês, fosforo e enxofre, denominada gusa ou ferro gusa. A refusão do gusa, origina produtos diferentes, dependem da velocidade do resfriamento. Ferro • Velocidade rápida de resfriamento , gera Cementita(𝐹𝑒3𝐶), ferro fundido branco. • Velocidade lenta de resfriamento, gera ferro fundido cinzento, e tem aspecto escuro e sem brilho devido a grafita. • O ferro fundido é o produto siderúrgico mais barato. • O ferro fundido é transformado em produtos com melhores qualidades, a maior parte aço. Compostos ferro • Composto de ferro(II), 𝐹𝑒++(cor verde); • Sulfato de ferro(II) 𝐹𝑒𝑆𝑂4. 7𝐻2𝑂(pigmento negro); • Cloreto de ferro (II) 𝐹𝑒𝐶𝑙2. 4𝐻2(verde-pálida); • Carbonato de ferro(II) 𝐹𝑒𝐶𝑂3 (forma de mineral); • Composto de ferro(III), hidratado 𝐹𝑒(𝐻2𝑂)6 apresenta cor violeta-pálida; Em solução sais ferro, cor amarela ou marrom; • Nitrato de ferro (III) 𝐹𝑒(𝑁𝑂3)3.6𝐻2𝑂, cristais violeta; • Sulfato de ferro (III) 𝐹𝑒2(𝑆𝑂4)3 , pó branco. Forma cristalizada, alume de ferro 𝐾𝐹𝑒(𝑆𝑂4)2. 12𝐻2𝑂,cristais cor violeta pálida. • Cloreto de ferro (III) 𝐹𝑒𝐶𝑙3. 6𝐻2𝑂,cristais amarelos; • Hidróxido de ferro(III) 𝐹𝑒(𝑂𝐻)3 , precipitado marrom, que quando aquecido converte-se em óxido de ferro(III) 𝐹𝑒2𝑂3, um pó fino vermelho. Nitrato de ferro(III) Cloreto de ferro(II) Rutênio e Ósmio • O rutênio e o Ósmio recebem o nome genérico de metais do grupo da platina. São metais nobres, quimicamente inertes, que se encontram na natureza sob a forma de ligas, das quais a platina é o constituinte principal. • Possuem cor ferro – cinzenta • Rutênio oxida-se a 𝑅𝑢𝑂2 𝑒 𝑅𝑢𝑂4; • O ósmio Combina - se com oxigênio, formando tetroxido de ósmio, "ácido de ósmio(VIII)", Os𝑂4. • Ponto fusão 40 º C e ebulição 100º. • Rutênio e ósmio formam compostos correspondentes a vários estados de oxidação, tais como: 𝑅𝑢𝐶𝑙3, 𝐾2𝑅𝑢𝑂4, 𝑂𝑠2𝑂3, 𝑂𝑠𝐶𝑙4, 𝐾2𝑂𝑠𝑂4. Rutênio(Ru) e Ósmio(Os) • O rutênio e o Ósmio recebem o nome genérico de metais do grupo da platina. São metais nobres, quimicamente inertes, que se encontram na natureza sob a forma de ligas, das quais a platina é o constituinte principal. • Possuem cor ferro – cinzenta • Rutênio oxida-se a 𝑅𝑢𝑂2 𝑒 𝑅𝑢𝑂4; • O ósmio Combina - se com oxigênio, formando tetroxido de ósmio, "ácido de ósmio(VIII)", Os𝑂4. • Ponto fusão 40 º C e ebulição 100º. • Rutênio e ósmio formam compostos correspondentes a vários estados de oxidação, tais como: 𝑅𝑢𝐶𝑙3, 𝐾2𝑅𝑢𝑂4, 𝑂𝑠2𝑂3, 𝑂𝑠𝐶𝑙4, 𝐾2𝑂𝑠𝑂4. • Aplicações rutênio :usado em contatos elétricos para operação severa. • Aplicações Ósmio: Aliado a outros metais como platina é utilizado em marcapassos, e agulhas de bussola por exemplo. Rutênio Ósmio Hássio ( Hs) • Descoberto em 1984 por Peter Armbruster, Gottfried Munzenber e equipe em Darmstadt, Alemanha através do bombardeio de 208Pb com íons de 58Fe. • O elemento é artificial. • Desde que não se consegue produzir quantidades observáveis por meios usuais, não há dados de propriedades físicas e químicas. • Pelo mesmo motivo do tópico anterior, não é possível observar reações. Presume-se que o comportamento químico seja similar ao do ósmio. • Não possui aplicação fora pesquisa. Hássio ( Hs) Simb % natural Massa Meia-vida Decaimento 263Hs 0 263,1287 < 1 s α p/ 259Sg 264Hs 0 264,1284 8 10−5 s α p/ 260Sg FE 265Hs 0 265,1302 1,8 10−3 s α p/ 261Sg FE 266Hs 0 266,1300 s/ dado - 267Hs 0 267,1318 3,3 10−2 s α p/ 263Sg FE 268Hs 0 268,1321 s/ dado - 269Hs 0 269,1341 9,23 10−6 s α p/ 265Sg • Descoberto em 1984 , através do bombardeio de 208Pb com íons de 58Fe. • O elemento é artificial. • Não há dados de propriedades físicas e químicas. • Presume-se que o comportamento químico seja similar ao do ósmio. • Não possui aplicação fora pesquisa. Referências • LEE, John David. Química inorgânica não tão concisa. 5ª edição. São Paulo: Blucher, 1999. • PAULING, Linus. Química geral. 1ª edição. Rio de Janeiro: Ao livro técnico S. A., 1967. • MSPC. Hássio-Hs.Mspc.eng.br. Disponível em:<http://www.mspc.eng.br/quim1/quim1_108.shtml>. Acessado em: 22/11/2017. • MACHADO, Fábio Braz. Pirolusita . Unesp.br. Disponível em: < http://www.rc.unesp.br/museudpm/banco/oxidos/pirolusita.html> Acessado em 21/11/2017. • AFONSO, Júlio Carlos. Estados de Oxidação do Manganês: tudo por causa de um mísero elétron. QuiFácil.com. Disponível em: <https://www.quifacil.com.br/estados-de-oxidacao-do-manganes> Acessado em: 21/11/2017. • SILVEIRA, Evanildo . Instrumento de radiação. Blog Medicina nuclear. 28/07/2014. Disponível em: < http://mediconuclear.blogspot.com.br/2014/07/> Acessado em: 21/11/2017. • VILLARRUEL, Kauane. Engenharia de materiais. Slideplayer.com. Disponível em: <http://slideplayer.com.br/slide/379660/>. Acessado em: 22/11/2017. Referências • PEREIRA, Carolina. Diagrama-Ferro-Carbono. Ebah.com. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAgE0cAH/cm-aula7-diagrama-ferro-carbono> Acessado em: 22/11/2017. • MAESTRE, Vinícius. Introdução a tecnologia dos materiais. Slideplayer.com. Disponível em: <http://slideplayer.com.br/slide/391214/>. Acessado em:22/11/2017. • INDUSTRIAIS, Soluções. 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