O metal que mudou o rumo da história da humanidade

Imagine um metal que carrega no currículo o feito de ter mudado o rumo da história da humanidade. Este metal tão importante é o estanho.

Ao adicionar estanho ao cobre obtém-se o bronze, e graças a esta liga a humanidade saiu da idade da pedra, quando começou a fundir e moldar metais, o que impulsionou a urbanização, a caça e as guerras. [1]

O início de tudo ocorreu em torno de quatro mil anos antes de Cristo, na Europa, na Ásia e no Oriente Médio. Para se ter uma ideia da importância desta etapa, foi na Era do Bronze que se inventou a roda. [1]

O bronze passou a ser mais usado do que o cobre puro porque apresentava muitas vantagens: era mais fácil de modelar ao ser fundido e colocado em moldes feitos de pedra; possuía resistência superior à do cobre e, quando utilizado em objetos cortantes, como facas e espadas, retinha o fio por mais tempo. Folhas de bronze eram marteladas até adquirir a forma desejada, confeccionando-se assim armaduras e escudos. [2]

Mas o estanho puro também era usado na antiguidade: um anel e uma garrafa de estanho foram encontrados numa tumba egípcia da décima-oitava dinastia (1580-1350 a.C.). Os chineses já extraíam o estanho de minas em 700 a.C. na província de Yunnan, e estanho puro foi encontrado em Machu Picchu, a cidade nas montanhas erguida pelos Incas, no Peru. [3]

Nas latas e nas fábricas de vidro

O estanho tem muitos usos. Ele é polido e utilizado para revestir outros metais e, assim, evitar a corrosão. As latas de estanho, muito usadas antigamente para embalar alimentos, são, provavelmente, o exemplo mais familiar desta aplicação. Embora amplamente utilizadas no passado, as latas de estanho foram substituídas nas últimas décadas quase que totalmente por embalagens de plástico e alumínio. [3,4]

Ligas de estanho são importantes, e produzem soldas, bronze e bronze fosforoso. Uma liga de nióbio e estanho é usada na fabricação de ímãs supercondutores. [3,4]

Estanho e chumbo são usados em uma liga para produzir peltre e solda. Uma liga de estanho e nióbio é usada para fazer fios supercondutores. Sais de estanho podem ser borrifados sobre o vidro para fazer revestimentos condutores de eletricidade. Esses vidros normalmente são usados para fazer painéis de iluminação e para-brisas à prova de embaçamento. O fluoreto estanhoso (SnF₂) é usado em pastas de dentes com função anticáries e como agente antissensibilidade. [4]

O estanho é utilizado no Processo Pilkington para produzir vidros de janela. Neste processo, o vidro derretido é derramado em uma piscina de estanho fundido. O vidro flutua na superfície do estanho e esfria, formando o vidro sólido com superfícies retas e paralelas. A maioria dos vidros de janela produzido atualmente é feita desta forma. [4]

Clique aqui para saber mais sobre esse processo e o tipo de vidro que ele produz.

O mais importante sal de estanho é o cloreto de estanho(II), utilizado como agente de redução e como mordente para tingimento de algodão e seda. O óxido estanho(IV) é usado para cerâmicas e sensores de gás. O estanato de zinco (Zn₂SnO₄) é um retardante de chama utilizado em plásticos. [3]

Em sua forma metálica o estanho não apresenta riscos à saúde humana. Contudo, os compostos organoestânicos, que são bons agentes biocidas, exigem manuseio adequado. O cloreto de tributilestanho, (C4H9)3SnCl ou TBTC, sua sigla em inglês, utilizado como aditivo para o polímero PVC, está ligado a múltiplos efeitos de desregulação endócrina. [5]

Altos níveis de exposição aos compostos inorgânicos de estanho podem causar erupções cutâneas, problemas estomacais, náusea, vômitos, diarreia, dores abdominais, dores de cabeça e palpitações. Já a exposição a baixos níveis de compostos inorgânicos de estanho pode resultar em fadiga, depressão, falta de ar, problemas do coração, asma e insônia. [5] 

Fácil de fundir

O estanho tem número atômico 50 e pertence ao Grupo 14 da Tabela Periódica. Por ser conhecido desde os tempos antigos, é mencionado nos primeiros livros do Velho Testamento, assim como o chumbo. O símbolo do elemento – Sn – tem origem em seu nome latino: stannum. [6]

Completamente não tóxico, permanece lustroso eternamente, é fácil de fundir e de ser soldado em minutos em formas detalhadas, que não são muito caras. [7]

Mas existe um problema: durante invernos rigorosos, quando as temperaturas estão muito baixas, o estanho começa a se converter lentamente, ao longo de meses, em um pó cinza escuro, deixando sua aparência de metal prateado. Não é ferrugem, oxidação ou qualquer transformação química, apenas a mudança em sua forma alotrópica: em vez de sua forma normal, metálica, ele adquire uma estrutura cristalina cúbica, conhecida como estanho cinza. [7,4]

Existe pouco uso para o estanho cinza. Mas em temperaturas acima de 13,2°C o estanho cinza lentamente se transforma em sua segunda forma alotrópica, o estanho branco. O estanho branco é a forma normal do metal e tem muitas aplicações. [5]

Depois que a transformação em pó cinza aconteceu com os tubos de órgãos musicais após prolongados invernos europeus, o fenômeno passou a ser chamado de peste do estanho. Esta mudança na forma alotrópica pode ser evitada se pequenas quantidades de antimônio ou bismuto forem adicionadas ao estanho metálico. [7,4]

Produção mundial

O estanho é um metal relativamente raro, com abundância na crosta terrestre da ordem de duas partes por milhão (ppm), comparado com 94 ppm do zinco, 63 ppm do cobre e 12 ppm do chumbo. A maior parte do estanho produzido vem de depósitos de aluviões, e pelo menos metade vem do sudeste da Ásia. O único mineral com importância comercial como fonte de estanho é a cassiterita (SnO₂), embora pequenas quantidades de estanho sejam recuperadas de sulfetos complexos como estanita, cilindrita, franqueíta, canfieldita e tealita. [8]

Embora não seja um metal abundante, o estanho é relativamente simples de se obter a partir de seu minério principal, a cassiterita (SNO₂). Para se obter estanho, a cassiterita sofre redução ao ser aquecida com carbono: [2]

       ∆

SnO2 + 2 C →  Sn + 2 CO

A cassiterita reage sob aquecimento com carbono, produzindo estanho metálico e monóxido de carbono. O carbono atua como agente redutor. [2]

A produção mundial de estanho em 2022 foi de 310 mil toneladas, de acordo com o Serviço Geológico dos Estados Unidos. Os maiores produtores mundiais foram China, Indonésia e Myanmar. O Brasil aparece no relatório norte-americano com produção de 18 mil toneladas de estanho e reservas estimadas em 420 mil toneladas. [9]

Assista o vídeo sobre o Estanho produzido pela Universidade de Notthingham, na Inglaterra, traduzido pelo Prof. Luis Brudna:

Referências

1-Bronze Age. Disponível em https://www.britannica.com/event/Bronze-Age. Acesso em 03/03/2023.

2-Canto, E. L. (2004). Minerais, minérios, metais – De onde vêm? Para onde vão? São Paulo: Moderna.

3-Tin. Disponível em https://www.rsc.org/periodic-table/element/50/tin. Acesso em 14/02/2023.

4-The Element Tin. Disponível em https://education.jlab.org/itselemental/ele050.html. Acesso em 13/02/2023

5-Estanho (Sn). Disponível em https://brasilescola.uol.com.br/quimica/estanho.htm. Acesso em 03/03/2023.

6-N.N. Greenwood, A. Earnshaw. (1997). Chemistry of the Elements. Oxford: Butterworth-Heinemann.

7-Gray, T. (2011). Os elementos; uma exploração visual dos átomos conhecidos no universo. São Paulo: Editora Edgard Blucher.

8-Tin statistics and information. Disponível em https://www.usgs.gov/centers/national-minerals-information-center/tin-statistics-and-information. Acesso em 14/02/2023.

9-Produção mundial de estanho. Disponível em https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2023/mcs2023-tin.pdf. Acesso em 14/02/2023.

ATENÇÃO! Os experimentos com substâncias químicas mostrados nos vídeos aqui incluídos só devem ser reproduzidos na presença de um profissional ou professor de química, e em ambiente controlado. Não tente reproduzir esses experimentos por conta própria.

Texto produzido pela Assessoria de Comunicação e Marketing do CRQ-IV/SP, sob a supervisão
de Sandra Helena H da Cruz, da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq/USP)
Publiccado em 09/11/2023