Chumbo

O chumbo é um elemento metálico da tabela periódica, com número atômico de 82. É encontrado em baterias de automóveis e tubulações, visto que é resistente à corrosão. É tóxico para a saúde humana.

O chumbo é um elemento da tabela periódica, com símbolo Pb e número atômico de 82. É um metal pesado mais denso que a maioria dos outros materiais comuns. Além disso, é macio e maleável, com um ponto de fusão relativamente baixo. É altamente tóxico para os seres humanos. Aprenda mais sobre a história e propriedades desse elemento químico.

História

A origem da palavra “chumbo” é do latim plumbum, explicando o fato de seu símbolo ser Pb. A hipótese proposta por pesquisadores é de que a fundição do metal começou há 9000 anos e o artefato de chumbo mais antigo já encontrado é uma estatueta egípcia, datada em cerca de 3800 a.C. No Império Romano, um composto desse elemento, o acetato de chumbo, era usado como adoçante. Porém, assim como todo derivado de chumbo, era altamente tóxico, o que causou diversos problemas em muitas pessoas na época.

Em sua forma elementar, ou seja, como um metal puro, o chumbo é raramente encontrado na natureza. Portanto, quando extraído, está na sua forma mineral, como a galena (PbS), anglesita (PbSO4) e cerusita (PbCO3). Sendo assim, uma de suas formas de obtenção é pela extração e refino dos minérios citados. Além disso, é possivel obter o metal pela desintegração radioativa dos radioisótopos urânio e tório.

Propriedades do chumbo

O chumbo pertence ao grupo 14 da tabela periódica, ou seja, é do grupo do carbono, possuindo o subnível p como o mais energético. Além disso, ele possui outras características, tais como as citadas a seguir.

  • Seu ponto de fusão é um dos menores entre todos os metais, sendo de 327,46 °C, ou seja, é um sólido em temperatura ambiente;
  • Tem temperatura de ebulição de 1748,85°C, o menor de todos os metais;
  • Sua densidade é de 11,34 g/cm3 à temperatura ambiente, aproximadamente 10 vezes maior que a da água;
  • É um metal de baixa dureza, isso significa que é facilmente maleável e dúctil;
  • Tem alta resistência à corrosão;
  • Possui 7 estados de oxidação (-4, -2, -1, +1, +2, +3 e +4), porém os principais são apenas 2 (+2 e +4), visto que a maioria dos compostos de chumbo são quando o elemento é divalente ou tetravalente;
  • Sua configuração eletrônica é 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 4f14 5d10 6s2 6p2, portanto é um metal representativo da família do carbono, com quatro elétrons de valência;
  • É um péssimo condutor elétrico;
  • É considerado um elemento anfótero, ou seja, que pode reagir com ácidos ou com bases, tendendo a formar ligações covalentes

Além disso, o chumbo tem tendência de formar compostos com todos os halogênios (flúor, cloro, bromo e iodo), que possuem fórmula de PbX2, em que X representa o halogênio. Ainda, o chumbo é um elemento tóxico. Saiba mais sobre isso a seguir.

O que o chumbo causa à saúde

O principal sistema do organismo afetado pela intoxicação de chumbo é o sistema nervoso, visto que pode causar diversos problemas, como dificuldade de concentração e memorização, tontura, dores de cabeça e outras encefalopatias (doenças cerebrais). Além disso, o sangue contaminado com o elemento prejudica o funcionamento dos rins, na síntese de hemoglobinas. Seja como for, é um elemento muito tóxico e que pode causar a morte.

Usos do chumbo

Hoje em dia, a principal forma de utilização do chumbo, é em sua forma metálica (elementar), ou seja, como Pb0. Veja algumas dessas aplicações.

  • Baterias de automóveis: as baterias de chumbo-ácido sulfúrico são as mais comuns hoje em dia, visto que têm boa autonomia para manter o funcionamento de veículos como carros e motos. Elas são constituídas de eletrodos de chumbo, em diferentes formas, além de uma solução de ácido sulfúrico;
  • Em equipamentos de raios-X e gama: o metal é resistente à radiação de alta energia, como é o caso dos raios-x e a radiação gama. Por isso, ele é usado como manta protetora de equipamentos que trabalham com essa energia;
  • Recipiente para descarte de dejeto radioativo: pelo mesmo motivo anterior, caixas de chumbo são construídas para manter seguras as áreas próximas de materiais radioativos;
  • Tubulação: é empregado na construção civil, nas tubulações, por conta de sua resistência à corrosão;
  • Ligas metálicas: chumbo é misturado com outros elementos para formação de ligas metálicas. Exemplos desses são estanho, cobre, arsênio, antimônio, bismuto, cádmio e sódio.

Além dessas, o chumbo em sua forma molecular, ou seja, como composto, é usado em outras aplicações como a formação de vidro de chumbo, em que um sal desse elemento (PbO) é usado de aditivo na produção de vidro, produzindo um cristal de propriedades ópticas diferentes do cristal comum.

Vídeos sobre o chumbo

Agora que o conteúdo foi apresentado, veja alguns vídeos selecionados para ajudar a assimilar o tema do estudo.

Características e aplicações do elemento de número atômico 82

O chumbo, Pb, é um elemento químico da tabela periódica, com número atômico 82 e massa atômica de 307 u. Sua forma metálica é de um sólido cinza e denso, porém é bastante maleável e possui um dos menores pontos de fusão entre todos os metais. Aprenda mais sobre as propriedades e características desse elemento, bem como algumas de suas principais aplicações.

Experiência com os compostos de chumbo

Muitos compostos inorgânicos formados a partir do chumbo são coloridos, principalmente quando esse elemento está associado aos elementos da classe dos halogênios, como é o caso do iodeto de chumbo. Para obter esse composto, é feita uma reação de dupla troca entre os íons dos sais: iodeto de potássio e nitrato de chumbo. Veja essa reação acontecer e observe como a recristalização do novo composto tem um efeito de chuva de gliter no balão de fundo chato. Veja, também o efeito Tyndall acontecendo quando o feixe de laser verde é incidido na solução.

O adoçante tóxico da antiguidade

Por muito tempo, até se ter noção completa dos efeitos tóxicos que os compostos de chumbo possuem, o acetato de chumbo (Pb(OAc)2) era usado como adoçante. Isso foi há muito tempo, antes mesmo da descoberta da sacarose, usada até hoje e presente no açúcar de mesa. O Pb(OAc)2 era símbolo de riqueza e foi usado durante a época do Império Romano. Saiba mais sobre a história desse adoçante que causa inúmeros danos ao organismo, principalmente ao sistema nervoso central.

Em síntese, o chumbo é um elemento da tabela periódica que possui uma forma metálica muito estável e utilizada em diversas finalidades por conta de suas propriedades. É, ainda, muito tóxico para o organismo humano, podendo causar a morte depois de uma exposição prolongada e excessiva. Não pare de estudar por aqui, aprenda sobre outro metal, o cobre.

Referências

Química: a ciência central (1999) – Theodore L. Brown, Eugene H. LeMay, Bruce E. Bursten e Julia R. Burdge.
Fundamentos de Química Analítica (1963) – Douglas A. Skoog, Donald M. West, F. James Holler e Stanley R. Crouch.
The Elements – A Visual Exploration of Every Known Atom in the Universe. (2009) Theodore Gray.
The History of Lead by Christopher Winder (On-line) – Disponível em: https://lead.org.au/lanv2n3/lanv2n3-22.html. Acesso em : 04 de nov. de 2021.

Lucas Makoto Tanaka dos Santos
Por Lucas Makoto Tanaka dos Santos

Bacharel em Química pela Universidade Estadual de Maringá (UEM), mestrando em Química Analítica, com ênfase em desenvolvimento de métodos analíticos, metabolômica e espectrometria de massas no Laboratório de Biomoléculas e Espectrometria de Massas (LaBioMass), na mesma universidade.

Como referenciar este conteúdo

Tanaka dos Santos, Lucas Makoto. Chumbo. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/quimica/chumbo. Acesso em: 08 de January de 2022.

Exercícios resolvidos

1. [UNB-DF (adaptada)]

A bateria de automóveis possui dois tipos de eletrodos (de PbO e de Pb0), mantidos em solução aquosa de ácido sulfúrico, H2SO4(aq). A equação correspondente à reação envolvida na geração de energia é:

PbO2 + Pb0 + 2 H2SO4 → 2 PbSO4 + 2 H2O

Qual das afirmativas abaixo está errada?

1 – Nos eletrodos de PbO2 ocorre oxidação.
2 – O elemento chumbo sofre oxidação nos eletrodos de Pb0 e redução nos eletrodos de PbO2.
3 – O estado de oxidação do chumbo no PbO2 é +4.
4 – Nos eletrodos de Pb0 há perda de elétrons.

Os números de oxidação das espécies envolvidas na reação é mostrado abaixo. Saber disso é importante para a interpretação das afirmativas.

Dessa forma, a afirmativa que está errada é a de número 1, pois o eletrodo de PbO2 sofre redução, visto que na reação ele se torna PbSO4 pelo ganho de 2 elétrons. O NOX do Pb passa de +4 para +2. As demais afirmativas estão corretas porque:
2 – No eletrodo de Pb0, o elemento passa a ter NOX = +2, ou seja, oxida pela perda de elétrons. Já no outro eletrodo, de PbO2, ocorre uma redução, como já apontado anteriormente.
3 – Esse é o valor do NOX do chumbo nesse composto.
4 – Ocorre a perda de elétrons no eletrodo de chumbo metálico e ele passa de um NOX menor (0) para um maior (+2).

2. [UFU-MG]

A solubilidade do sulfato de chumbo II (PbSO4) em água a 18 °C é de 0,041 g/L. A constante do produto de solubilidade do sulfato de chumbo a 18 °C é:

Dados: S = 32 g/mol; O = 16 g/mol; Pb = 207 g/mol.

a) 1,8 × 10-8
b) 2,4 × 10-5
c) 4,5 × 10-4
d) 5,5 × 10-7
e) 5,5 × 107

A questão procura descobrir qual é a constante do produto de solubilidade (Kps) do sulfato de chumbo. Para isso é necessário saber as concentrações dos íons produzidos pela solubilização desse composto em meio aquoso, representado pela equação:

PbSO4 → 1 Pb+2 + 1 SO4-2

A equação para o cálculo do Kps é dada por:

KpsPbSO4 = [Pb+2].[SO4-2]

Em que [Xn] indica a concentração do determinado íon Xn.
Dessa forma, para calcular o Kps é preciso saber qual é a concentração de cada íon em solução. Isso é feito pela solubilidade do sal em água, na temperatura de 18 °C, que é de 0,041 g/L.
A solubilidade (S), nesse caso, é expressa em grama por litro (g/L). Porém, a concentração molar (C) precisa ser expressa em mol/L. A conversão é feita da seguinte maneira.
Sabendo a massa molar (MM) do composto:

PbSO4 = 1 x 207 + 1 x 32 + 4 x 16 = 207 + 32 + 64 = 303 g/mol

C = S / MM
C = 0,041 / 303
C = 1,35 x 10-4 mol/L

A dissolução de um mol de sulfato de chumbo em solução forma um mol de Pb+2 e um mol de SO4-2, por conta da estequiometria da reação. Sendo assim, a concentração de chumbo (II) é igual a concentração de sulfato, e elas são iguais à 1,35 x 10-4 mol/L:

[Pb+2] = [SO4-2] = 1,35 x 10-4 mol/L

Substituindo tudo isso na equação do Kps:

KpsPbSO4 = [Pb+2].[Pb+2]
KpsPbSO4 = [Pb+2]2
KpsPbSO4 = (1,35 x 10-4)2
KpsPbSO4 = 1,83 x 10-8

Portanto a alternativa correta é a letra a) 1,8 × 10-8.

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