Elementos Químicos – Bromo
Elementos Químicos – Bromo
Único não metal líquido à temperatura e pressão ambientes
O bromo faz parte do Grupo 17 na tabela periódica juntamente com flúor, cloro, iodo e astato. Os elementos deste grupo são chamados de halogênios, do grego “formador de sal”. O flúor e o cloro são gases venenosos, o bromo é o único não metal líquido à temperatura e pressão ambientes, e é tóxico, e o iodo é um sólido que sublima. Eles estão entre os elementos não metálicos mais reativos encontrados na tabela periódica. [1]
O bromo tem número atômico 35 e seu símbolo é Br. Ele é um líquido de coloração marrom-avermelhado, denso, instável, volátil à temperatura ambiente formando um vapor vermelho com odor forte e desagradável semelhante ao cloro. [2]
O bromo não é muito solúvel em água, dissolvendo-se melhor em solventes apolares como o dissulfeto de carbono (CS2) ou tetracloreto de carbono (CCl4), formando uma solução vermelha. O bromo é um material perigoso, pois é altamente tóxico, causa queimaduras graves quando em contato com a pele e seu vapor irrita os olhos, o nariz e a garganta. O bromo representa uma grave ameaça à saúde, e medidas de proteção e máxima precaução devem ser adotadas quando é manuseado. Sua manipulação exige medidas de segurança (trabalho em capela sob exaustão, uso de luvas, óculos, entre outros). O bromo deve ser conservado sob refrigeração. Em caso de derrame no ambiente ou na pele, deve ser convertido em Br-, que é inócuo, com adição de solução de hidróxido de amônio (NH4OH) ou tiossulfato de sódio (Na2S2O3 ). [2,3]
Assista ao vídeo da Universidade de Nottingham que aborda as características do bromo.
Presente na água do mar
O bromo é muito menos abundante na crosta terrestre do que o flúor e o cloro: com 2,5 partes por milhão, ele é 47o elemento em ordem de abundância, sendo tão raro quanto o háfnio, o césio e o urânio. A concentração de bromo na atmosfera não passa de algumas partes por trilhão (ng m-3). [4]
O elemento ocorre na natureza na forma de íon brometo (Br–) na concentração de 0,065 gramas por litro (gL-1) na água do mar, ou 4 gL-1 no Mar Morto. A produção mundial do elemento é de cerca de 500.000 t/ano. Os EUA são o maior produtor (~45%), seguido de Israel (~35%), China, Japão e Jordânia. O Brasil não produz bromo, tendo que o importar para suprir suas necessidades internas.
Na forma molecular, o bromo é produzido pelo deslocamento com gás cloro (Cl2):
2Br– + Cl2 → 2C – + Br2
O processo é realizado em meio ácido, borbulhando gás cloro (Cl2) diretamente na salmoura, e o gás bromo (Br2) formado então é arrastado com ar ou vapor de água e recolhido em solução de carbonato de sódio:
3 Br2 + 2 Na2CO3 → 5 NaBr + NaBrO3 + 3 CO2.
A acidificação com H2SO4 produz Br2, que é purificado por destilação:
5 Br- + BrO3– + 6 H+ → 3 Br2 + 3 H2O
Embora aparentemente simples, estas operações envolvem o manuseio de materiais altamente reativos e corrosivos. [4]
De acordo com o Departamento de Geologia dos Estados Unidos, 390 mil toneladas de bromo foram produzidas no mundo em 2022. O bromo, na forma de íon brometo, é encontrado principalmente na água do mar, em lagos salgados e em salmouras subterrâneas associadas a depósitos de petróleo. Estima-se que o Mar Morto, no Oriente Médio, possa conter 1 bilhão de toneladas de bromo. [5]
Novos e antigos usos
Embora alguns compostos de bromo possam ser muitos prejudiciais ao meio ambiente, como o bromometano (CH3Br), que leva à destruição da camada de ozônio na estratosfera, eles também são extremamente importantes para a indústria. Vários tipos de retardantes de chamas, como tetrabromobisfenol A (C15H12Br4O2), são derivados do bromo e seus compostos. [6]
Os retardantes de chamas contendo compostos de bromo são utilizados na fabricação de tecidos, placas de circuito impresso e plásticos automotivos e estruturais de eletrodomésticos, rádios e TVs. Contudo, retardantes de chama liberam gases tóxicos para a atmosfera, alguns dos quais se acumulam em organismos causando desordens fisiológicas. Por isso, já existem retardantes de chama alternativos sem bromo. O cloreto de bromo (BrCl) é usado como algicida, fungicida e desinfetante nos sistemas industriais de resfriamento de água e em piscinas aquecidas. Ele é doze vezes mais solúvel em água que o Cl2. O bromo é utilizado ainda em pigmentos, produtos farmacêuticos e intermediários químicos. [7]
Também é usado na produção de biocidas, como o briobrom 2,2-dibromo-3-nitrilopropionamida (DBNPA) empregado extensamente no tratamento de águas industriais. Soluções concentradas de brometo de cálcio (CaBr2) e brometo de magnésio (MgBr2) são usuais na perfuração de poços de petróleo. São soluções muito densas e, quando derramadas nos poços, passam pela água e se depositam no fundo, ajudando a lubrificar as sondas, aumenta sua capacidade de perfuração. [6]
O brometo de potássio (KBr) é usado no preparo de pastilhas para análise de sólidos por infravermelho (é transparente à radiação na faixa de comprimento de onda 4000-500 cm-1). Muitos corantes e indicadores ácido-base contêm bromo (azul de bromotimol, verde de bromocresol, púrpura de bromocresol, entre outros). O isótopo 75Br (t½ 1,7 h) é usado na tomografia por emissão de pósitron (positron emssion tomography – PET). Ele permite evidenciar a presença de edemas cerebrais e diagnosticar o mal de Parkinson e o câncer de pulmão. [8]
Há 50 anos o bromo era produzido em maior escala em todo o mundo e transformado numa série de compostos úteis. A fotografia em preto e branco utilizava brometo de prata (AgBr), que é sensível à luz: os filmes fotográficos contêm sais de prata, como cloreto de prata (AgCl) e brometo de prata (AgBr), compostos que quando expostos à luz sofrem redução e escurecem. Além disso, antigamente os médicos prescreviam brometo de potássio como tranquilizante, antiepilético e sedativo. [7,3,9]
Quando a gasolina era aditivada com chumbo, o bromo era usado extensivamente para preparar o dibromoetano (C2H4Br2), um aditivo que evitava o acúmulo de compostos de chumbo dentro do motor. Com o fim da produção de gasolina com chumbo, gradativamente a partir da década de 1980, a demanda pelo bromo caiu drasticamente. [7,3]
O bromo também era utilizado no composto bromometano, para fumigar o solo e depósitos agrícolas para eliminar pragas; e os extintores de incêndio continham compostos organobromados voláteis. Atualmente, todas estas aplicações com bromo praticamente desapareceram, devido à sua toxidez. [7,3]
O bromato de potássio (KBrO3) foi utilizado misturado à farinha de trigo para realçar a expansão da massa de pães. Porém, se adicionado em excesso ou se o pão não é assado o bastante ou em temperatura não alta o suficiente, permanecerá um resíduo do sal. Segundo a Agência Internacional de Pesquisa em Câncer (IARC), ele é considerado possível agente cancerígeno ao ser humano. Devido a isso, este não é mais usado em produtos alimentícios no Brasil e também em muitos países. [8]
Os descobridores Löwig e Balard
A primeira pessoa a descobrir o bromo foi um jovem estudante de química alemão, Carl Löwig, da Universidade de Heidelberg. No entanto, Löwig não aparece na literatura como o descobridor oficial do elemento. Tudo devido às férias escolares e do pedido feito por um professor detalhista.
Em 1825, com 22 anos, Löwig trouxe de sua cidade natal, Bad Kreuznach, onde funcionava uma estância hidromineral, um misterioso líquido vermelho. Ele obtivera aquele líquido ao concentrar a água da fronte de Kreuznach, tratar o resíduo com água de cloro e extrair o líquido vermelho com éter. [10]
Löwig mostrou aquele líquido ao seu professor, Leopold Gmelin, que concluiu que aquela era uma substância desconhecida. Gmelin encorajou o jovem estudante a produzir mais da mesma substância, para que os dois pudessem estudá-la. Mas, por azar, os exames de final de ano e as férias escolares atrasaram tanto o trabalho de Lödwig que outro químico, o francês Antoine-Jérôme Balard, publicou um estudo em 1826 descrevendo o novo elemento. Balard ganhou o crédito pela descoberta, e deu nome inicial ao elemento de murido (do latim muria, salmoura). Um ano mais tarde este elemento passou a ser chamado de bromo, usando a palavra grega bromos, que significa odor fétido, devido a seu odor desagradável. Löwig não desanimou, e paralelamente a Balard, continuou a investigar as propriedades do novo elemento. Como resultado, tratando etano com bromo, obteve em 1832 o bromofórmio (CH3Br), usado como solvente. [10,3,11]
O bromo faz parte do composto que produz o magnífico pigmento púrpura destacado pela Bíblia (Ezekiel 27:7,16) e conhecido desde os romanos como a púrpura de Tiro, em referência ao porto fenício de Tiro, atualmente no Líbano. Este corante era símbolo de status, pois era difícil e demorado obtê-lo e só os nobres tinham acesso a ele. Utilizado no tingimento de roupas e na produção de tinta, foi isolado em 1909 pelo químico alemão Paul Friedländer, e sua fórmula definida como 6,6’-dibromoindigo, sintetizado seis anos antes por Franz Sachs (1875-1919) e Richard Kempf. O precioso corante era extraído desde épocas remotas do pequeno caramujo púrpura Murex brandaris, sendo necessários 12 mil caramujos para preparar 1,5 grama do produto. [4,12]
Referências
1-Weller, M., Overton, T., Rourke, J., & Armstrong, F. (2017). Química Inorgânica. Porto Alegre: Bookman.
2-Bromine. Disponível em https://periodic.lanl.gov/35.shtml. Acesso em 11/04/2023.
3-The Element Bromine. Disponível em https://education.jlab.org/itselemental/ele035.html. Acesso em 10/04/2023.
4-Greenwood, N., & Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements. Oxford: Butterworth-Heinemann.
5-Bromine. Disponível em https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2023/mcs2023-bromine.pdf. Acesso em 11/04/2023.
6-Bromine. Disponível em https://www.essentialchemicalindustry.org/chemicals/bromine.html. Acesso em 11/04/2023.
7-Bromine. Disponível em https://www.rsc.org/periodic-table/element/35/bromine. Acesso em 10/04/2023.
8-Rafael da Silva Oliveira e Júlio Carlos Afonso. QNESC Sociedade Brasileira de Química; http//qnesc.sbq.org.br >on line>. Seção Elemento Químico, 2012.
9-A Química na Revelação Fotográfica. Disponível em https://www.jovenscientistasbrasil.com.br/post/a-qu%C3%ADmica-na-revela%C3%A7%C3%A3o-fotogr%C3%A1fica. Acesso em 17/04/2023.
10-Maar, J. H. (2011). História da Química – Segunda parte: de Lavoisier ao sistema periódico. Florianópolis: Papa-Livro.
11-Bromine. Disponível em https://www.rsc.org/periodic-table/element/35/bromine. Acesso em 10/04/2023.
12-Tyrian Purple. Disponível em https://www.worldhistory.org/Tyrian_Purple/. Acesso em 26/04/2023.
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.
Artigo produzido pela Assessoria de Comunicação e Marketing do CRQ-IV/SP.,
sob supervisão técnica de Márcia Guekezian, coordenadora do curso de
Engenharia Química da Faculdade de São Bernardo do Campo
Publicado em 11/01/2024
