CARBONO E ELEMENTOS DO IVGA

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Universidade Rovuma Extensão de Niassa Nível: 2º Ano 2021 dr. Naite Francisco Vicente 
 
Extensão de Niassa 
Campus Universitário de Nangala, Tel.: 27121520, Fax: 27128928, Caixa Postal n.o4; - 
Lichinga 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS, TECNOLOGIA, ENGENHARIA E MATEMÁTICA 
CURSO DE LICENCIATURA EM ENSINO DE QUÍMICA & BIOLOGIA 
FICHA DE LEITURA - QUÍMICA INORGÂNICA I 
7.0. CARBONO E ELEMENTOS DO GRUPO IV-A 
O silício e os elementos abaixo dele formam grande parte do grupo IV- A da Tabela periódica 
juntamente com o carbono. Variam desde carbono (C) e silício (Si) não-metálicos, germânio 
(Ge), semimetálico, até aos metais estanho (Sn) e chumbo (Pb). O silício e o germânio têm sido 
usados em semicondutores, ao passo que o estanho e chumbo são há bastante tempo aplicados 
como componentes principais de uma gama de ligas de baixo ponto de fusão. 
Este grupo contém o ametal carbono, dois metaloides silício e germânio e dois metais fracamente 
electropositivos estanho e chumbo. O carbono tem a química mais importante do grupo. É a 
variedade de oxianiões, muitos deles encontrados nos minerais, que fazem da química do silício 
interessante. As propriedades fracamente metálicas do estanho e chumbo contrasta com as 
propriedades da alcalinidade dos supermetais 
Não existe nenhum outro composto inorgânico que desempenhou um papel tao importante na 
historia como o etanoato plumboso, também chamado por acetato de chumbo (II), 
Pb(CH3COO)2. Chumbo foi um dos elementos mais importantes durante o império romano a 
2000 anos atras, quando cerca de 60000 toneladas de chumbo era fundido para produzir tubagens 
de água e sistemas de bombagem para os romanos. Mas este nível sofisticado de vida não 
perdurou até aos finais do século XIX. 
 
Propriedades grais 
Os três primeiros membros do grupo exibem altos pontos de fusão, característica da rede 
covalente dos ametais e metaloides, enquanto os dois metais do grupo têm pontos de fusão 
baixos. Todos os elementos deste grupo formam compostos nos quais fazem encandeamentos. A 
capacidade de encandeamento decresce ao longo do grupo. 
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Assim alcança-se a metade dos grupos dos elementos representativos, as características não 
metálicas começam a predominar em relação às metálicas. Em particular, estados de oxidação 
múltiplos tornam-se comuns. Todos os membros do grupo formam compostos nos quais têm o 
número de oxidação +4. Este estado de oxidação envolve ligação covalente, mesmo para os dois 
metais. Além disso, o estado de oxidação -4 existe para os três primeiros membros quando estão 
ligados a elementos mais electropositivos. Chumbo e estanho também tem o estado de oxidação 
de +2, que é o único que forma compostos iónicos. 
Para o carbono e germânio, o +4 é termodinamicamente mais estável em relação à +2, ao passo 
que estanho e chumbo tem +2 como sendo o mais estável em relação à +4. Para o silício, não 
existe nenhum composto comum com estado de oxidação +2; em contraste, o +2 do chumbo é o 
mais estável e no estado +4, chumbo é fortemente oxidante. 
Um dos poucos exemplos comuns do carbono no estado de oxidação +2 é o composto redutor 
monóxido de carbono. Dentre os hidretos, o estado de oxidação -4 torna-se menos estável e 
fortemente redutor assim que se desce ao longo do grupo. 
Propriedades C Si Ge Sn Pb 
Configuração 
electrónica 
[He]2s22p2 [Ne]3s23p2 [Ar]4s23d104p2 [Kr]5s24d105p2 [Xe]6s24f145d106p2 
 
 Tabela 7.1 Resumo de algumas propriedades dos elementos do grupo IV-A 
Carbono inorgânico 
De todos os elementos químicos, o carbono é único quanto ao número e variedade de compostos 
que pode formar; muitos deles são a base da matéria viva e o objecto da química orgânica. Aqui 
tratar-se-á apenas alguns dos outros compostos de carbono, os chamados de carbono 
“inorgânico”. 
A forma amorfa do elemento – carvão vegetal e animal e o negro de fumo, por exemplo – é a 
mais vulgar, mas há também duas formas cristalinas bem conhecidas: diamante, um dos sólidos 
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conhecidos mais duro e a grafite, um dos mais macios. No diamante cada átomo de carbono tem 
quatro outros átomos idênticos nos vértices de um tetraedro. Os diamantes aparecem 
naturalmente na crusta terrestre, embora existam poucas fontes económicas; aparece 
principalmente na África Central e na do Sul e na Rússia. A conversão do carbono em diamante 
foi alegada pela primeira vez em 1880. Depois de vários outros anúncios falsos nos últimos cem 
anos, a grafite foi convertida em diamante pela General Electric (EUA), em 1955, a uma pressão 
muito alta (70000 atmosferas) e temperatura alta (2000º C) durante vários meses, com ferro 
líquido como solvente e catalisador (outros metais de transição também são usados). 
Actualmente fazem-se diamantes sintéticos para fins abrasivos. 
A grafite, que ocorre naturalmente em muitos locais mas que também é produzida 
sinteticamente, tem uma estrutura cristalina constituída por camadas paralelas de anéis 
hexagonais de átomos de carbono. Tem múltiplas aplicações: nas pilhas secas, lubrificantes, 
tintas e lápis. 
O carbono amorfo aparece naturalmente como proveniente da matéria orgânica, convertida com 
o tempo em carvão, petróleo ou gases. 
Várias formas de carbono são obtidas através de tratamento térmico o chamado carvão de pedra 
ou antracite é calcinado (aquecido a uma temperatura relativamente elevada durante um longo 
período) para remover outros constituintes que não são de carbono. Os óleos residuais da 
refinação do petróleo são solidificados em coque do petróleo (para eléctrodos na refinação do 
alumínio) por meio do aquecimento. O negro de fumo obtido pela decomposição de óleos em 
fase vapor, com combustão parcial, é utilizado nos pneus dos veículos e em tintas de impressão 
pretas. Obtém-se o carvão vegetal pela destilação destrutiva da madeira, do açúcar ou de outros 
materiais que contenham carbono. Carvões ditos “activados” produzem-se por oxidação 
selectiva, originando produtos com elevadas áreas superficiais utilizados como absorventes e 
catalisadores. 
A maioria do carbono de origem fóssil é queimado como combustível, originando dióxido de 
carbono. No último século, a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera aumentou cerca de 
15% (até cerca de 335 ppm). Foi sugerido que este dióxido de carbono retém parte do calor que 
de outro modo escaparia para o espaço – o “efeito estufa” -, provocando um aumento previsto da 
temperatura média global de cerca de 2% em meados do século XXI. As opiniões divergem em 
relação aos efeitos possíveis desta mudança de cima; alterará, sem dúvida os padrões de 
crescimento dos vegetais, embora muitas sementeiras respondam positivamente (em estufa) a 
níveis mais elevados de dióxido de carbono. 
 
 
 
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Datação pelo carbono 
O carbono da matéria viva é composto por uma mistura de três isótopos mais ou menos em 
equilíbrio; são os estáveis 12C, 98,9% e 13C, 1,1% e o radiactivo 14C, 1 em 1012 partes. As trocas 
de carbono com a atmosfera terminam quando um organismo morre, pelo que o carbono 14, com 
um período de semidesintegração de 5730 anos, vai decaindo, reduzindo-se apenas a 1 parte de 
1016 ao fim de 70000 anos. A medição da proporção de carbono 14 no carbono total de um 
espécime de material arqueológico que viveu no passado dá-nos uma estimativa da idade do 
espécime. Utilizado com a madeira, o método pode medir datas até cerca de 10000 anos atrás. 
Até agora apenas havia o inconveniente de ser exigido um grama de amostra para o teste, embora 
progressos recentes indiquem que um milésimo de grama poderá ser analisado – um simplesfio 
duma peça de vestuário, por exemplo. 
Na determinação do carbono 14 na madeira das sequóias gigantes americanas (os organismos 
vivos mais velhos), os anéis do crescimento da árvore podem ser datados até há cerca de 8200 
anos com uma precisão melhor do que 5%. 
Muitos dos erros são originados pela contaminação das amostras com outras matérias contendo 
carbono, tal como as radículas recentes. Houve também algumas variações do nível esperado da 
radiactividade devida ao carbono 14 desde 1900, provocado pelo 14C do dióxido de carbono 
libertado na atmosfera através da combustão dos combustíveis fósseis e pela radiactividade de 
explosões atómicas. 
 
Combustíveis sintéticos 
a transformação do carbono em gás de síntese, uma mistura de monóxido de carbono e 
hidrogénio, poderá constituir a base de uma indústria química baseada no carvão quando o custo 
e a escassez do petróleo natural torne os métodos petroquímicos actuais não rendíveis. Misturas 
de monóxido de carbono e de hidrogénio, em várias proporções, podem passar por diferentes 
catalisadores a altas pressões e temperaturas variadas para produzir séries de hidrocarbonetos, os 
quais podem ser convertidos em produtos químicos e combustíveis. O metanol pode ser 
produzido de modo idêntico: 
CO (g) + 2 H2 (g) → CH3OH (l) 
Mas actualmente pode ser obtido por processos alternativos de baixa pressão. A única instalação 
comercial existente para a produção de combustíveis líquidos sintéticos encontra-se na África do 
Sul, cujo carvão é barato e onde uma fonte de combustível líquido independente do petróleo 
natural é necessária por razões políticas. 
 
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7.1 Ocorrência 
b) Silício 
o silício é o segundo elemento mais abundante, formando cerca de 25% da crusta terrestre. 
Ocorre em várias formas, combinado com o oxigénio, em vários tipos de silicatos (são 
conhecidos mais de 800 silicatos naturais), tendo a unidade tetraédrica SiO4 como estrutura 
primária e como sílica (SiO2). A sílica ocorre naturalmente em três formas cristalinas: quartzo, 
tridimite e cristobalite. 
O quartzo é encontrado no granito e nos arenitos. É utilizado pelas suas propriedades 
piezoeléctricas e ópticas. O vidro vulgar contém cerca de 75% de sílica; o vidro de borossilicato 
tem mais de 80% (com 12% de B2O3) e o vidro de chumbo (para lentes e decoração) contém 
cerca de 55% de sílica e 33% de óxido de chumbo. A estrutura geométrica básica da maior parte 
das formas de sílica é um arranjo tetraédrico com um átomo de silício rodeado por quatro átomos 
de oxigénio. 
 
c) Germânio 
Este elemento é comparativamente, raro, mas encontra-se na fuligem de alguns carvões e nos 
minérios de cobre e de zinco em pequenas mas uteis quantidades. 
d) Estanho 
O estanho foi um dos primeiros metais conhecidos pelo Homem, e as suas aplicações 
aumentaram com a civilização – mas comparativamente, o metal é raro na natureza (apenas 
0,004% na crusta terrestre) e actualmente já é consideravelmente muito caro para que as latas à 
base de estanho sejam aproveitadas para extrair e reciclar o estanho. O estanho metálico existe 
em duas estruturas cristalinas definidas – tetragonal e cúbica -, com uma temperatura de 
transição de 13º C. O estanho ocorre principalmente na forma do mineral cassiterita, SnO2. 
e) Chumbo 
Tal como o estanho, o chumbo é conhecido desde a Antiguidade e encontra-se distribuído na 
crusta terrestre, normalmente como sulfureto de chumbo (PbS, galena). A maior parte do 
chumbo no ambiente está presente naturalmente no solo, numa média de cerca de 16ppm. 
7.2 Obtenção 
a) carbono 
b) Silício 
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Os graus metalúrgicos do silício são obtidos comercialmente pela redução da sílica com carbono 
em forno eléctrico. Para usos em semicondutores, o silício impuro é convertido num halogeneto 
(geralmente SiHCl3), o qual é reduzido com hidrogénio puro. O silício é depois purificado por 
cristalização a partir do fundido. Outras técnicas de purificação, incluindo refinação zonal e a 
deposição de vapor, são também utilizados na obtenção de silício adequado para a produção de 
transístores. 
Aquecendo silício e carbono num forno eléctrico a 2000-2600º C, resulta carbeto de silício (SiC, 
carborundo), um abrasivo importante. 
O silício puro é obtido da quartzite, uma forma granular do quartzo, pela redução com carbono 
de alta pureza em um forno de arco eléctrico: 
 
O produto cru é exposto ao cloro para formar o tetracloreto de silício, que é então destila do e 
reduzido com hidrogênio até uma forma mais pura do elemento: 
 
c) Germânio 
d) Estanho 
O estanho ocorre principalmente na forma do mineral cassiterita, SnO2, e é obtido pela redução 
com carbono, em 1.200ºC: 
 
e) Chumbo 
Chumbo, o mais economicamente importante dos dois metais, é um sólido macio, cinzento-
escuro, denso, encontrado exclusivamente como sulfeto de chumbo (II), o mineral galena. Para 
obter o chumbo metálico, a galena é aquecida ao ar para conversão em PbO. Posteriormente, faz-
se a redução do óxido com coque: 
 
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7.3 Propriedades 
7.3.1 Propriedades químicas 
a) Carbono 
 
 
b) Silício 
 
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c) Germânio 
A reactividade do germânio elementar situa-se entre os do silício e do estanho, formando 
compostos nos dois estados de oxidação II e IV, embora os primeiros sejam todos instáveis. 
1. À temperatura ambiente, é estável à acção de ar, água, oxigénio, ácidos clorídrico e 
sulfúrico diluído. Os ácidos nítrico e sulfúrico concentrados, oxidam-no até ao dióxido 
GeO2, especialmente sob aquecimento: 
 Ge + 2H2SO4 →GeO2↓ + 2SO2↑ + 2H2O 
O dióxido de germânio é um composto anfótero com uma forte predominância de propriedades 
ácidas. 
2. O germânio reage também com bases na presença do peroxide de hidrogénio. Neste caso 
formam-se os sais do ácido germânico, os germanatos, por exemplo: 
Ge + 2NaOH + 2H2O2 → NaGeO3 + 3H2O. 
Os compostos de germânio (II) são pouco estáveis. São mais característicos para ele compostos 
nos quais o seu número de oxidação é +4. 
 
7.3.2 Propriedades físicas 
c) Germânio 
O germânio tem cor prateada e é parecido com um metal pelo seu aspecto exterior. 
d) Estanho 
O metal não é tóxico e não é corroído por ácidos e álcalis fracos, o que torna o metal apropriado 
para conservar alimentos (tal como no revestimento de latas de aço) o oxigénio ou o ar seco 
forma formam um revestimento protector que espessa com o aumento da temperatura. 
e) Chumbo 
É muito macio e maleável e de fácil conversão em tubos ou folhas com uma densidade de cerca 
de 11,34g/cm3. 
7.4 Compostos formados 
b) Silício 
O silício forma uma variedade de hidretos análogos aos hidrocarbonetos saturados tais como: 
SiH4, Si2H6, Si3H8 e Si4H10 (dois isómeros) e mesmo com os análogos hidrocarbonetos cíclicos, 
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tais como o ciclo-Si5H10 e ciclo-Si6H12. Embora estes sejam muito diferentes dos compostos de 
carbono em termos de reactividade. Os silanos são explosivamente inflamáveis no ar. Na sua 
reactividade os silanos mais se assemelham aos boranos. 
A semelhança silício-boro é discutida no contexto de semelhanças diagonais. A mesma 
semelhança estende-se até ao tetracloreto de silício que, tal como o tricloreto de boro é um 
líquido volátil e reactivo. O tetracloreto de silício reage violentamente com a água formando o 
ácido silícico e cloreto de hidrogénio, do mesmo modo como ocorre a reacçãodo tricloreto de 
boro com a água: 
SiCl4 (l) + 3 H2O (l) → H2SiO3 (s) + 4 HCl (g) 
De novo, como o seu análogo do boro, o tetracloreto de silício é comparativamente inerte. Tal 
como acontece com o tricloreto de boro que forma uma solução aquosa estável de ião 
tetrafluoroborato, BF4
-, o tetrafluoreto de silício também forma o ião hexafluorossilicato, SiF6
2-. 
 
Dióxido de silício 
A forma cristalina mais comum do dióxido de silício, SiO2, é comumente chamado por sílica, é o 
mineral quartzo. Muita areia consiste de partículas de sílica que normalmente contém impurezas 
como os óxidos de ferro. O dióxido de silício é muito inerte; reage somente com ácido 
fluorídrico ou flúor e hidróxido de sódio fundido. 
A reacção com ácido fluorídrico é usada para pôr designs no vidro: 
 
O dióxido de silício é usado principalmente como material óptico. É duro, forte e transparente 
para luz visível e ultravioleta e tem um coeficiente de expansão muito baixo. Assim, lentes feitos 
de sílica não se deformam com mudanças de temperatura. 
Sílica Gel 
Sílica gel é a forma hidratada de dióxido de silício, SiO2.xH2O, é usado como agente de secagem 
no laboratório e também para conservar material electrónico. Nota-se nos pacotes de material 
granulado empacotado com material electrónico ou pequenos cilindros contidos nalguns 
medicamentos. Este produto conserva o material seco mesmo em condições de humidade. A 
sílica gel comercial contém cerca de 4% de água, mas irá absorver grande quantidade de 
moléculas de água pela superfície do cristal. Tem uma particular vantagem de que pode ser 
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reusada depois de várias horas de aquecimento; a alta temperatura retira as moléculas de água 
fazendo com que o gel volte a funcionar efectivamente. 
Aerogel 
Aerogéis são uma classe de materiais sólidos mesoporosos com mais de 50% do volume poroso. 
Os aerogéis são, normalmente, compostos por 90% a 99,8% de ar, com densidades de 
1,1 mg/cm3 até em torno de 150 mg/cm3. 
Em 1930, o químico americano, Samuel Kistler, inventou um método de secagem da sílica gel 
molhada sem que este se quebrasse. Na altura havia pouco interesse com o produto. Além disso, 
o procedimento exigia pressão extremamente elevada, e um laboratório era destruído por 
explosão durante a preparação deste produto. 70 anos mais tarde, os químicos descobriram uma 
nova forma de sintetizar este material redescoberto chamado aerogel. O aerogel básico é o 
dióxido de silício com um número muito vasto de poros – de facto, 99% de um bloco de aerogel 
consiste no ar. Como resultado, o material tem uma densidade extremamente baixa, e ainda 
assim muito forte. 
Apesar do nome, aerogéis são materiais sólidos, rígidos e secos, e que não se assemelham a um 
gel em suas propriedades físicas. Seu nome vem do fato de eles serem produtos derivados de 
géis. 
Há várias aplicações nas quais aerogéis são usados: 
 Comercialmente, aerogéis foram usados em forma granular para adicionar isolamento 
para claraboias; 
 O aerogel de sílica transparente é muito adequado como um material de isolamento 
térmico para janelas, limitando significativamente as perdas térmicas de edifícios. Uma 
equipe de pesquisadores mostrou que a produção de aerogel em um ambiente sem gravidade 
pode produzir partículas com um tamanho mais uniforme e reduzir o efeito de espalhamento 
de Rayleigh no aerogel de sílica, tornando o aerogel menos azul e mais transparente; 
 Sua área de superfície elevada leva a muitas aplicações, tais como adsorção química para 
limpeza de derramamentos. Essa propriedade também lhe confere grande potencial como 
catalisador ou como suporte catalisador; 
 Partículas de aerogel também são usados como agentes espessantes em algumas tintas e 
cosméticos. 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ar
https://pt.wikipedia.org/wiki/Densidade
https://pt.wikipedia.org/wiki/Miligrama
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cent%C3%ADmetro
https://pt.wikipedia.org/wiki/Espalhamento_de_Rayleigh
https://pt.wikipedia.org/wiki/Espalhamento_de_Rayleigh
https://pt.wikipedia.org/wiki/Adsor%C3%A7%C3%A3o
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Vidros 
O vidro é uma substância sólida e amorfa, que apresenta temperatura de transição vítrea. No dia- 
a-dia o termo se refere a um material cerâmico transparente geralmente obtido com o 
resfriamento de uma massa líquida à base de sílica. 
Em sua forma pura, o vidro é um óxido metálico transparente, de elevada dureza, 
essencialmente inerte e biologicamente inativo, que pode ser fabricado com superfícies muito 
lisas e impermeáveis. Estas propriedades desejáveis conduzem a um grande número de 
aplicações. No entanto, o vidro geralmente é frágil, quebra-se com facilidade. O vidro comum se 
obtém por fusão em torno de 1.250 °C de dióxido de silício, (SiO2), carbonato de sódio (Na2CO3) 
e carbonato de cálcio (CaCO3). 
 
Vidro e o meio ambiente 
O vidro é um material cujo tempo de degradação no meio ambiente é indeterminado, no entanto, 
é totalmente reciclável. Além disso, do ponto de visto energético e ambiental, o consumo e 
produção do material se mostraram mais vantajosos que o PET, se atendida a condição de 
reciclagem do produto a partir de um valor crítico, estimado em 80%. 
 
Composição do vidro 
São basicamente compostos por areia, calcário, barrilha, alumina, corantes e descorantes. As 
matérias-prima que compõem o vidro são os vitrificantes, fundentes e estabilizantes. 
Os vitrificantes são usados para dar maior característica à massa do vidro e são compostos 
de anidrido sílico, anidrido bórico e anidrido fosfórico. 
Os fundentes possuem a finalidade de facilitar a fusão da massa silícea, e são compostos 
de óxido de sódio e óxido de potássio. 
Os estabilizantes têm a função de impedir que o vidro composto de silício e álcalis seja solúvel, e 
são: óxido de cálcio, óxido de magnésio e óxido de zinco. 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Subst%C3%A2ncia
https://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido
https://pt.wikipedia.org/wiki/Amorfa
https://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura_de_transi%C3%A7%C3%A3o_v%C3%ADtrea
https://pt.wikipedia.org/wiki/Palavra
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cer%C3%A2mica
https://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADlica
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido
https://pt.wikipedia.org/wiki/Transpar%C3%AAncia_(%C3%B3ptico)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Dureza
https://pt.wikipedia.org/wiki/Inerte
https://pt.wikipedia.org/wiki/Biologia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fus%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Celsius
https://pt.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_sil%C3%ADcio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Sil%C3%ADcio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carbonato_de_s%C3%B3dio
https://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3dio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carbono
https://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carbonato_de_c%C3%A1lcio
https://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1lcio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Carbono
https://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Meio_ambiente
https://pt.wikipedia.org/wiki/Areia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Calc%C3%A1rio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Barrilha
https://pt.wikipedia.org/wiki/Alumina
https://pt.wikipedia.org/wiki/Corante
https://pt.wikipedia.org/wiki/Anidrido_s%C3%ADlico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Tri%C3%B3xido_de_boro
https://pt.wikipedia.org/wiki/Pent%C3%B3xido_de_f%C3%B3sforo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fundente
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_s%C3%B3dio
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_pot%C3%A1ssio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Estabilizante
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_c%C3%A1lcio
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_magn%C3%A9sio
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_zinco
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A sílica, matéria-prima essencial, apresenta-se sob a forma de areia; de pedra cinzenta; e 
encontra-se no leito dos rios e das pedreiras. 
O óxido de alumínio é um componente de quase todos os tipos de vidro. Certos componentes dos 
medicamentos ou de soluções nutritivas podem incorporar o alumínio do vidro e causar 
intoxicação. 
Depois da extração das pedras, da areia e moenda do quartzo, procede-se a lavagem a fim de 
eliminar-se as substâncias argilosas e orgânicas; depois o material é posto em panelões de 
matéria refratária, para ser fundido. 
A mistura vitrificável alcança o estado líquido a uma temperatura de cerca de 1.300°C e, quando 
fundem as substâncias não solúveis surgem à tona e são retiradas. Depois da afinação, a massa é 
deixada para o processo de repouso, de assentamento, até baixar a 800°C, para ser talhada. 
 
Produção do vidro 
A fabricação é feita no interior de um forno, onde se encontram os panelões. Quando o material 
está quase fundido, o operário imerge um canudo de ferro e retira-o rapidamente, após dar-lhe 
umas voltas trazendo na sua extremidade uma bola de matéria incandescente. 
Agora, a bola incandescente deve ser transformada numa empola. O operário gira-a de todos os 
lados sobre uma placa de ferro chamada marma. A bola vai se avolumando até assumir forma 
desejada pelo vidreiro. 
Finalmente a peça vai para a secção de resfriamento gradativo, e assim ficará pronta para ser 
usada. 
 
Tipos de vidros 
 Vidro para embalagens - garrafas, potes, frascos e outros vasilhames fabricados em 
vidro comum nas cores branca, âmbar e verde; 
 Vidros para a construção civil - Vidro plano - vidros planos lisos, vidros cristais, vidros 
impressos, vidros refletivos, vidros antirreflexo, vidros temperados, vidros laminados, vidros 
https://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADlica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Leito_aqu%C3%A1tico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Pedreira
https://pt.wikipedia.org/wiki/Quartzo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Estado_l%C3%ADquido
https://pt.wikipedia.org/wiki/Celsius
https://pt.wikipedia.org/wiki/Celsius
https://pt.wikipedia.org/wiki/Oper%C3%A1rio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ferro
https://pt.wikipedia.org/wiki/Embalagens
https://pt.wikipedia.org/wiki/Garrafa
https://pt.wikipedia.org/wiki/Pote
https://pt.wikipedia.org/wiki/Frasco
https://pt.wikipedia.org/wiki/Branco
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%82mbar_(cor)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Verde
https://pt.wikipedia.org/wiki/Constru%C3%A7%C3%A3o_civil
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cristal_(vidro)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Vidro_aramado
82 
 
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aramados, vidros coloridos, vidros serigrafados, vidros curvos e espelhos fabricados a partir 
do vidro comum; 
 Vidros domésticos - tigelas, travessas, copos, pratos, panelas e produtos domésticos 
fabricados em diversos tipos de vidro; 
 Fibras de vidro - mantas, tecidos, fios e outros produtos para aplicações de reforço ou 
de isolamento; 
 Vidros técnicos - lâmpadas incandescentes ou fluorescentes, tubos de TV, vidros 
para laboratório (principalmente o vidro borossilicato), para ampolas, para garrafas térmicas, 
vidros oftálmicos e isoladores eléctricos; 
 Vidro temperado - aquecimento entre 700° e 750° através de um forno e resfriamento 
com choque térmico, normalmente a ar, causando aumento da resistência por compactação 
das camadas superficiais. O aumento da resistência mecânica chega a 87%. O vidro após o 
processo de têmpera não poderá ser submetido a lapidação de suas bordas, recortes e furos. 
 Vidro laminado - composto por lâminas plásticas e de vidro. É utilizado em para-
brisas de automóveis, claraboias e vitrines. 
 Vidros comuns decorados ou beneficiados - São os vidros lapidados, bisotados, 
jateados, tonalizados, acidados, laqueados e pintados, utilizados na fabricação de tampos de 
mesas, prateleiras, aparadores, bases e porta-retratos. Nas espessuras de 2 mm a 25 mm (já se 
fabricam vidros planos de até 50 mm, para fins especiais em construção civil). 
 Vidro Colorido - Para o vidro ficar colorido é necessário a adição de alguns matérias 
antes da fundição por exemplo: para ficar na cor vermelho cadino e selênio, já o beje é 
necessário ter uma mistura de enxofre, resina vegetal e grafite. 
 Vitrocerâmica - obtido submetendo o vidro comum a temperaturas elevadas (500°C-
1000°C) o que provoca a sua cristalização. Possui maior resistência. 
 
Características do vidro 
 Reciclabilidade 
 Transparência (permeável à luz) 
 Dureza 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Vidro_aramado
https://pt.wikipedia.org/wiki/Espelho
https://pt.wikipedia.org/wiki/Tigela
https://pt.wikipedia.org/wiki/Travessa
https://pt.wikipedia.org/wiki/Copo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Prato
https://pt.wikipedia.org/wiki/Panela
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fibra_de_vidro
https://pt.wikipedia.org/wiki/Tecidos
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Isolamento
https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%A2mpada_incandescente
https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%A2mpada_Fluorescente
https://pt.wikipedia.org/wiki/TV
https://pt.wikipedia.org/wiki/Laborat%C3%B3rio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Vidro_borossilicato
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ampola
https://pt.wikipedia.org/wiki/Garrafa_t%C3%A9rmica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Vidro_temperado
https://pt.wikipedia.org/wiki/Choque_t%C3%A9rmico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ar
https://pt.wikipedia.org/wiki/Resist%C3%AAncia_mec%C3%A2nica
https://pt.wikipedia.org/wiki/T%C3%AAmpera
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lapida%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Vidro_laminado
https://pt.wikipedia.org/wiki/Para-brisa
https://pt.wikipedia.org/wiki/Para-brisa
https://pt.wikipedia.org/wiki/Autom%C3%B3veis
https://pt.wikipedia.org/wiki/Claraboia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Vitrine
https://pt.wikipedia.org/wiki/Sel%C3%AAnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Enxofre
https://pt.wikipedia.org/wiki/Grafite
https://pt.wikipedia.org/wiki/Vitrocer%C3%A2mica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cristaliza%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Transpar%C3%AAncia_(%C3%B3ptica)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Luz
https://pt.wikipedia.org/wiki/Dureza
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 Não absorvência (impermeável a fluidos) 
 Óptimo isolante eléctrico 
 Baixa condutividade térmica 
 Recursos abundantes na natureza 
 Durabilidade. 
 
Vantagens e desvantagens do vidro 
a) Vantagens 
 Reciclável; 
 Higiênico; 
 Inerte; 
 Versátil; 
 Impermeável; 
 Transparente; 
 Difícil corrosão. 
 
b) Desvantagens 
 Fragilidade; 
 Preço mais elevado; 
 Peso relativamente grande; 
 Menor condutibilidade térmica; 
 Dificuldade no fechamento hermético; 
 Dificuldade de manipulação. 
 
d) Estanho 
O estanho forma muitos compostos de estanho (II) (Sn2+) e estanho (IV) (Sn4+), nomeadamente 
os halogenetos. O SnCl2 é usado em soluções de estanhagem e o SnCl4 é um intermediário na 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fluido
https://pt.wikipedia.org/wiki/Isolante_el%C3%A9trico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Condutividade_t%C3%A9rmica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Natureza
84 
 
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preparação de compostos orgânicos de estanho, usados na estabilização de plásticos e como 
biocidas. 
e) Chumbo 
Quimicamente, o chumbo forma compostos nos estados de oxidação II ou IV. Os seus óxidos 
incluem o litargírio (PbO) utilizado nos vidrados de cerâmica, o omínio ou chumbo vermelho 
(Pb3O4), o pigmento resistente à corrosão das tintas de chumbo. O carbonato básico de chumbo, 
(PbCO3).Pb(OH)2, é o componente activo das tintas de “branco de chumbo”e o cromato de 
chumbo, PbCrO4, é o pigmento do amarelo de crómio. A maioria dos sais de chumbo é muito 
insolúvel na água – as principais excepções são o nitrato e o acetato. Cristais impuros de galena 
foram usados nos primeiros radiorreceptores com detectores de cristal como díodo muito 
primitivo, de ponta de contacto natural, muito antes do uso dos dispositivos de germânio e de 
silício sintéticos. O chumbo tetraetilo, Pb(C2H5)4, é adicionado à gasolina para melhorar a taxa 
antidetonante – é obtido por reacção da liga de chumbo-sódio com cloreto de etilo. Devido à 
toxicidade do chumbo, especialistas do ambiente e médicos estão a pressionar os governos e as 
indústrias no sentido de reduzirem o uso destes compostos, apesar da sua eficácia técnica. 
Compostos de chumbo são absorvidos pelo organismo – cerca de 10% de chumbo ingerido 
atinge o fluxo sanguíneo. Mais de 90% desse chumbo deposita-se eventualmente nos ossos, onde 
parece ser inócuo, mas um excesso de chumbo nos tecidos pode provocar cólicas graves e lesar 
os centros nervosos. 
 
7.5 Aplicações 
c) Germânio 
Tem sido utilizado abundantemente na sua forma mais pura em semicondutores, outras 
aplicações são na área da óptica de IR e nas células solares. O dióxido de germânio representa 
cristais brancos de densidade de 4,703g/cm3, bem solúveis na água. 
d) Estanho 
Os compostos de estanho são usados no tingimento da seda como mordentes e para tornar o 
tecido “pesado” e melhorar a sua textura. 
O enlatamento para conservação de alimentos desenvolveu-se com o aço revestido a estanho; a 
maquinaria moderna depende de peças à base de estanho (metal de Babbitt); a impressão 
expandiu-se com os tipos de metal contendo estanho; muitos sistemas de comunicação dependem 
primariamente de uma solda à base de estanho e as ligas de estanho são usadas em instrumentos 
musicais e em particular em tubos de órgãos. 
e) Chumbo 
85 
 
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 Em eléctrodos de acumuladores para veículos motorizados; 
 Em ligas como o metal dos tipos, chumaceiras e soldas; 
 Como peso ao lastro; 
 Protecção contra radiações de equipamentos de raios-X e de radiação gama. 
 
7.6 Acumulador de chumbo 
O acumulador de chumbo correntemente usado nos automóveis é constituído por seis pilhas 
idênticas ligadas em série umas às outras. Cada pilha tem um ânodo de chumbo e um cátodo de 
dióxido de chumbo contido numa placa metálica. Tanto o cátodo como o ânodo estão imersos 
numa solução aquosa de ácido sulfúrico que desempenha o papel de electrólito. As reacções da 
pilha são: 
Ânodo: Pb(s) + SO4
2-
(aq) → PbSO4(s) + 2e
- 
Cátodo: PbO2(s) + 4 H
+
(aq) + SO4
2-
(aq) + 2e
- → PbSO4(s) + 2 H2O(l) 
Reacção global: Pb (s) + PbO2 (s) + 4 H
+
 (aq) + 2 SO4
2-
 (aq) → 2 PbSO4 (s) + 2 H2O (l) 
Em condições normais de funcionamento cada pilha produz 2V; um total de 12 V proveniente 
das seis pilhas é usado para promover o circuito de ignição do automóvel e os restantes sistemas 
eléctricos. O acumulador de chumbo pode fornecer grandes quantidades de corrente em 
intervalos de tempo curtos, como é o tempo necessário para o arranque do motor. 
Contrariamente à pilha de Leclanché e à pilha de mercúrio, o acumulador de chumbo é 
recarregável. Recarregar a bateria significa inverter a reacção electroquímica normal através da 
aplicação de uma voltagem exterior ao cátodo e ao ânodo. As reacções que repõem os materiais 
originais são: 
Ânodo: PbSO4(s) + 2e
- → Pb(s) + SO4
2-
(aq) 
Câtodo: PbSO4(s) + 2 H2O(l) → PbO2(s) + 4 H
+
(aq) + SO4
2-
(aq) + 2e
- 
Reacção Global: 2 PbSO4(s) + 2 H2O(l → Pb (s) + PbO2 (s) + 4 H
+
 (aq) + 2 SO4
2-
 (aq) 
Existem dois aspectos do funcionamento do acumulador de chumbo que interessa sublinhar. Em 
primeiro lugar, dado que a reacção electroquímica consome ácido sulfúrico, o grau de descarga 
da bateria pode ser determinado medindo a densidade do electrólito com um hidrómetro, 
procedimento que é frequentemente usado nas estacoes de serviço. A densidade de uma bateria 
“saudável” e plenamente carregada deverá ser igual ou superior 1,2 g/ml. Em segundo lugar, as 
pessoas que vivem climas frios têm por vezes dificuldade em pôr a trabalhar os seus carros 
86 
 
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porque a bateria “morreu”. Cálculos termodinâmicos mostram que a f.e.m de muitas pilhas 
electroquímicas diminui quando a temperatura diminui. No entanto, para um acumulador de 
chumbo o coeficiente térmico é cerca de 1,5 x 10-3V, que corresponde a cerca de 0,05% da 
voltagem de funcionamento. A causa real para a parente avaria da bateria é um aumento da 
viscosidade do electrólito com a diminuição da temperatura. Para que a bateria funcione 
convenientemente é necessário que o electrólito seja um bom condutor. No entanto, os iões 
movem-se mais lentamente num meio viscoso, em que a resistência do fluido é maior, 
conduzindo a um decréscimo da potência de saída da bateria. Se uma bateria aparentemente 
“morta” for aquecida até à temperatura ambiente, recuperará a sua capacidade de fornecer a 
potência normal. 
 
Figura 7.1 Acumulador de chumbo 
7.6.1 Vantagens das Baterias Chumbo-Ácido 
 
As principais vantagens das baterias de chumbo-ácido são: 
 
 - Baratas e simples de se fabricar - em termos de custo por watt hora, a bateria SLA é a menos 
cara. 
87 
 
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 - Tecnologia madura, confiável e bem compreendida. Quando usada corretamente, a bateria 
SLA é durável e fornece serviço seguro. 
 - Autodescarga baixa. Está entre as mais baixas entre as baterias recarregáveis. 
 - Exigências de manutenção baixas. Sem memória; nenhum eletrólito para encher. 
 - Capaz de taxas elevadas de descarga. 
 
 
7.6.2 Limitações das Baterias Chumbo-Ácido 
 
As principais limitações das baterias de chumbo-ácido são: 
 
 - Não pode ser armazenada em uma condição descarregada. A tensão da célula não deve cair 
abaixo de 2,1 Volts 
 - Densidade baixa da energia 
 - Permite somente um número limitado de ciclos de descarga. Bem adequada para aplicações de 
espera que requerem somente descargas profundas ocasionais. 
 - São hostis ao meio ambiente. O eletrólito e o conteúdo da carga podem causar danos 
ambientais. 
 - Limitações do transporte. Existem interesses ambientais a respeito do derramamento no caso 
de um acidente. 
 - Fuga térmica pode ocorrer com carregamento impróprio. 
 - A bateria SLA tem uma densidade de energia relativamente baixa comparada com outras 
baterias recarregáveis, tornando-a inadequada para dispositivos de mão que exigem um tamanho 
compacto. Além disso, o desempenho em baixas temperaturas é amplamente reduzido. 
 - A bateria SLA é taxada em 0,2C ou 5 horas de descarga. Algumas baterias são até taxadas a 
uma baixa descarga de 20 horas. Tempos de descarga maiores produzem leituras de capacidade 
maiores. A bateria SLA funciona bem em altos pulsos de corrente. 
 - Em termos de descarte, a SLA é menos prejudicial do que a bateria de NiCad, mas o alto 
conteúdo de carga torna a SLA inimiga do ambiente. As baterias de chumbo-ácido devem ser 
recicladas. As baterias em fim de vida útil devem ser removidas de casa. Baterias velhas podem 
vazar e causar danos ao meio ambiente. Não se devem guardar baterias de chumbo-ácido onde 
crianças brincam. Simplesmente tocar os polos de chumbo pode ser prejudicial. Apesar de 
ambientalmente hostis, as baterias de chumbo-ácido continuam a deter um nicho de mercado 
forte. 
 
88 
 
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7.7 Combustível e seus tipos 
Os combustíveis são todas as substânciasquímicas que, ao reagirem com o oxigênio (O2), 
sofrem um fenômeno químico denominado de combustão, libertando certa quantidade de energia 
na forma de calor. Veja um exemplo de representação química da queima de um combustível: 
X + O2 → CO2 + H2O 
Toda queima de um combustível é uma reacção química do tipo exotérmica (liberta calor), mas 
os produtos originados sempre variam de acordo com o combustível utilizado. Veja alguns 
exemplos: 
 Gás carbônico 
 Monóxido de carbono 
 Dióxido de enxofre 
 Óxido de ferro 
a) Origem dos combustíveis 
Os combustíveis, de uma forma geral, podem ter diversas origens, como: 
 Animais e vegetais fossilizados (petróleo); 
 Plantas (arroz e cana-de-açúcar); 
 Electrólise da água; 
 Lixo; 
b) Classificação e tipos de combustíveis 
1o) Renovável ou não fóssil: Trata-se do combustível que pode ser obtido a partir de fontes 
naturais que podem renovar-se, ou seja, que não se esgotam. Alguns exemplos são: Água, 
Etanol, Metanol, Biodiesel e Madeira. 
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/reacao-combustao.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/processos-endotermicos-exotermicos.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/dioxido-carbono.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/monoxido-carbono.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/eletrolise-agua.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/biogas-energia-por-meio-lixo.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/metanol.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/biodiesel-energia-que-vem-das-plantas.htm
89 
 
Universidade Rovuma Extensão de Niassa Nível: 2º Ano 2021 dr. Naite Francisco Vicente 
 
A plantação de cana-de-açúcar é um recurso renovável 
2o) Não renovável ou Fóssil: Trata-se do combustível que é obtido a partir de fontes que foram 
formadas durante milhões de anos como resultado da fossilização de animais e vegetais. Essas 
fontes, todavia, não podem ser repostas em virtude do tempo necessário para a sua formação. 
Alguns exemplos são: 
 Gasolina 
 Óleo diesel 
 Querosene 
 Gás natural 
 Xisto betuminoso 
 Carvão 
 Gás liquefeito propano (GLP) 
 
 
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/combustiveis-fosseis.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/curiosidades/gasolina-aditivada-comum.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/oleo-diesel.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/tipos-carvao.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/gas-glp.htm
90 
 
Universidade Rovuma Extensão de Niassa Nível: 2º Ano 2021 dr. Naite Francisco Vicente 
c) Estados físicos dos combustíveis 
1o) Sólido: Combustível que é utilizado, por exemplo, em motores de combustão externa, na 
forma de um pó bastante fino. Alguns exemplos de combustíveis sólidos são a madeira e o 
carvão; 
2o) Líquidos: Combustíveis ideais, por exemplo, para o uso em motores de combustão interna. 
Boa parte dos combustíveis nesse estado físico é obtida a partir da destilação do petróleo. Alguns 
exemplos são: álcool, Gasolina e Óleo diesel. 
3o) Gasosos: São combustíveis utilizados em câmaras internas, por exemplo. Geralmente são 
misturas de duas ou mais substâncias gasosas. Alguns exemplos são: Metano, Hidrogênio e Gás 
natural. 
7.7 Aspectos biológicos dos elementos do grupo IV- A 
7.7.1 Carbono 
Existem muitos ciclos biogeoquímicos neste planeta. O processo de larga escala é sem dúvida o 
ciclo do carbono. Dos 2 x 1016 toneladas de carbono, a maior parte deste existe na crusta terrestre 
na forma de carbonatos, carvão e combustíveis. Somente cerca de 2,5 x 1012 toneladas estão 
disponíveis como dióxido de carbono. Todos anos, cerca de 15% do total é absorvido pelas 
plantas e algas no processo de fotossíntese, que usa energia solar para sintetizar moléculas 
complexas como a sacarose. 
Algumas plantas são consumidas pelos animais e parte da energia química reservada é liberta 
durante sua decomposição em CO2 e água. Estes dois produtos regressam à atmosfera através da 
respiração. Embora, a maior parte do dióxido de carbono incorporado nas plantas retorna à 
atmosfera somente depois da morte e decomposição das plantas. Outra porção do material 
vegetal é enterrado contribuindo para a produção do húmus no solo. O ciclo do carbono é 
parcialmente equilibrado pelo mesmo processo de produção do dióxido de carbono nos vulcões. 
A demanda por energia fez com que se queimasse carvão e petróleo que se formaram na Era 
Carbonífera. Esta combustão aumenta cerca de 2,5 x 1010 toneladas de dióxido de carbono na 
atmosfera a cada ano adicionado ao que já se produz pelos ciclos naturais. Apesar de estarmos a 
retornar o dióxido de carbono proveniente da atmosfera, estamos fazê-lo com uma velocidade 
mais rápida e muitos cientistas já esperam que o retorno irá superar a capacidade de absorção da 
terra o que constitui ainda motivo de estudos laboratoriais com vista a reverter essa situação. 
7.7.2 Silício 
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/destilacao-petroleo.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/combustivel-alcool.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/hidrogenio-combustivel.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/gas-natural-combustivel.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/gas-natural-combustivel.htm
91 
 
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Silício é o segundo elemento mais abundante na crusta terrestre, ainda o seu papel biológico pela 
baixa solubilidade em água das suas formas mais comuns: dióxido de silício e ácido silícico. A 
sílica é usada pelas plantas para endurecer folhas e caules, em outras plantas é usada para defesa. 
Além disso, na cadeia alimentar, os herbívoros ingerem quantidades consideráveis de sílica. As 
ovelhas consomem cerca de 30 gramas de silício por dia. Os homens consomem cerca de 30 
miligramas por dia, cerca de 60% proveniente dos cereais, 20% dos fluidos. Estudos com ratos e 
pintos mostraram que as dietas livres de silício estancavam o crescimento destes animais, 
adicionando ácido silícico na dieta destes animais o crescimento natural era restaurado. A adição 
de ácido silícico a uma solução saturada neutra de iões alumínio causa a precipitação quase 
completa do alumínio na forma de aluminossilicatos hidratados insolúveis. Actualmente é 
geralmente aceite que o silício é essencial na nossa dieta para inibir a intoxicação com alumínio 
presente de forma natural nos alimentos. 
Embora o silício seja um elemento essencial, a sílica nos pulmões é altamente toxica. Como já se 
menciona os perigos dos amiantos, estes podem causar duas doenças dos pulmões: asbestose e 
mesotelioma. A poeira de qualquer pedra de silicato pode também causar danos nos pulmões, 
neste caso, silicose. A causa fundamental dos problemas nos pulmões é devida à total 
insolubilidade dos silicatos. 
7.7.3 Estanho 
Apesar do elemento e seus compostos inorgânicos simples possuírem muito baixa toxicidade, os 
seus compostos organometálicos são muito tóxicos. Compostos como hidroxotributilestanho, 
(C4H9)3SnOH, são efectivos contra a infecção de batatas por fungos, videiras e arrozais. Por 
muitos anos, compostos orgânicos de estanho eram incorporados em tintas usadas nas coberturas 
exteriores de navios. O composto poderia matar as larvas de moluscos que tenderiam a atacar a 
cobertura do navio, atrasando o navio consideravelmente. Mas este poderia matar também outros 
organismos marinhos por isso o seu uso foi descontinuado. 
7.7.4 Chumbo 
Para muitos elementos os níveis nos quais somos expostos naturalmente são muito inferiores do 
que níveis considerados tóxicos. Para chumbo, embora exista uma margem segura entre a 
inevitável ingestão em alimentos, água e ar, e o nível no qual sintomas de toxicidade tornam-se 
aparentes. Plantas absorvem chumbo do solo e a água dissolvem traços de compostos de 
chumbo. 
Para além do chumbo já contido no ambiente, os humanosforam usando produtos contendo 
chumbo ao longo da história. Embora já não se usa “açúcar de chumbo” como adoçante, muito 
recentemente chumbo proveniente de várias fontes tornou-se perigoso. Carbonato básico de 
chumbo, Pb3(CO3)2(OH)2, era um dos pigmentos da tinta, e muitas casas antigas contém níveis 
inaceitáveis de chumbo resultante do uso de tintas a base deste elemento nas paredes e tetos. O 
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mesmo composto foi usado por mulheres como cosmético. As fábricas produzindo compostos de 
chumbo eram conhecidas como “cemitérios brancos”. Trabalhar na tal fábrica era último recurso. 
Cerca de 95% do chumbo absorvido substitui o cálcio da hidroxiapatite do osso. Isto pode ser 
explicado como os iões plumboso são desprezivelmente grandes e tem carga similar da do cálcio. 
Então, o corpo armazena chumbo. No osso, a meia-vida do chumbo é de cerca de 25 anos, por 
isso o envenenamento por chumbo é um problema de longo prazo. Chumbo interfere na síntese 
da hemoglobina, deste modo, pode indirectamente causar anemia. Em altas concentrações, 
provoca falhas no funcionamento dos rins, convulsões, danos no cérebro e consequente morte. 
Existe também uma forte evidência de efeitos neurológicos incluindo a redução do QI em 
crianças expostas a níveis mínimos de chumbo. 
 
FICHA DE EXERCÍCIOS 
1. Dê um exemplo de um carbeto e de um cianeto. 
2. Como é que os iões cianeto são usados em metalurgia? 
3. Discuta brevemente a preparação e as propriedades do monóxido de carbono e do dióxido 
de carbono. 
4. O que é hulha? 
5. Diga o que se entende por gaseificação da hulha? 
6. Descreva duas diferenças químicas entre CO e CO2. 
7. Será o monóxido de carbono isoelectrónico do azoto? 
8. A adição de algumas gotas de solução concentrada de amónia a uma solução de 
bicarbonato de cálcio provoca a formação de um precipitado branco. 
a) Escreva a equação acertada desta reacção. 
9. O hidróxido de sódio é higroscópico, isto é, absorve humidade quando exposto à 
atmosfera. Um estudante colocou um pedaço de NaOH sobre um vidro de relógio. 
Alguns dias depois ele verificou que o pedaço estava coberto por um sólido branco. 
a) De que sólido se trata? 
10. Desenhe a estrutura de Lewis do ião C22-. 
11. Complete e acerte as seguintes equações: 
a) Be2C (s) + H2O (l) → 
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b) CaC2 (s) + H2O (l) → 
12. Contrariamente ao CaCO3, o Na2CO3 não liberta CO2 quando aquecido. Por outro lado, o 
NaHCO3 sofre decomposição térmica para dar origem a CO2 e Na2CO3. 
a) Escreva a equação acertada correspondente à reacção. 
b) Como poderia comprovar a libertação de CO2? 
13. Enumere as vantagens e limitações do emprego do CO como agente redutor da obtenção 
de metais a partir de seus óxidos? 
14. Mostre as razões para a diferença de estrutura observadas entre SiO2 e CO2, e para a 
diferença de comportamento químico entre CCl4 e SiCl4. 
15. Com ênfase especial nos elementos C, Si, Ge, Sn e Pb, exemplifique a tendência geral 
observada com as propriedades físicas e comportamento químico ao percorrermos um 
grupo de cima para baixo na TP. 
16. Explique as diferenças de densidade e condutividade eléctrica observadas no carbono 
diamante e grafite. 
a) Porque é possível a existência de duas ou mais formas alotrópicas de um elemento, já 
que uma delas deve ter uma energia mais baixa e ser portanto termodinamicamente 
favorecida? 
17. Explique porque é que o encandeamento é comum para o carbono mas não para o silício? 
18. Discuta a ligação no dissulfureto de carbono em termos da teoria da hibridização. 
19. Explique porque a química dos polímeros inorgânicos é menos desenvolvida em 
comparação com a química dos polímeros orgânicos. 
20. Discuta a introdução de tetraetil chumbo e porque é que o seu uso continua até aos dias 
de hoje. 
21. Contrasta e compara as propriedades dos óxidos de estanho e chumbo. 
22. Para formar os eléctrodos nas baterias de chumbo-ácido, o cátodo é produzido pela 
oxidação do óxido de chumbo (II) a óxido de chumbo (IV), e o ânodo, pela redução do 
óxido de chumbo (II) a chumbo metálico. 
a) Escreva as semi-equações que representam estes dois processos. 
23. Descreva as fontes de silício e escreva as equações balanceadas das três etapas da 
preparação industrial do silício. 
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Universidade Rovuma Extensão de Niassa Nível: 2º Ano 2021 dr. Naite Francisco Vicente 
24. Identifique o número de oxidação do germânio nos seguintes compostos e iões: 
 a) GeO4
4- b) K4Ge4Te10 c) Ca3GeO5 
25. Identifique o número de oxidação do estanho nos seguintes compostos e iões: 
a) Sn3(OH)4
2+ b) K2SnO3 c) K2Sn3O7 
26. Acerte as seguintes equações e classifique-as como ácido-base ou redox: 
a) MgC2 (s) + H2O (l) → C2H2 (g) + Mg(OH)2(s) 
b) Pb(NO)2(s) → PbO(s) + NO2(g) + O2(g) 
26. Explique porque o tamanho dos átomos de silício não permite que o silício tenha uma 
estrutura análoga à da grafite. 
27. Acerte as seguintes equações simplificadas e classifique--as como ácido-base ou redox: 
a) CH4 (g) + S8 (s) → CS2 (l) + H2S (g) 
b) Sn (s) + KOH (aq) + H2O (l) → K2Sn(OH)6(aq) + H2(g) 
28. Explique por que SiH4 reage com água que contém iões OH- e isso não acontece com 
CH4