Zinco (Zn)

O zinco é o primeiro elemento do grupo 12 da Tabela Periódica e também o primeiro elemento a ter um subnível d completo. Seu símbolo é Zn e seu número atômico é 30. É um metal de coloração acinzentada, com boa resistência à corrosão em temperatura ambiente. Apresenta o estado de oxidação +2 e possui 5 isótopos naturais.

É muito empregado no processo de galvanização, que consiste na criação de uma capa de zinco sobre peças metálicas, de modo a melhorar sua resistência à corrosão. Nosso corpo possui boa quantidade de zinco, sendo este um elemento indispensável para a manutenção de nossa saúde, estando presente em enzimas e auxiliando no bom funcionamento do sistema imunológico.

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Resumo sobre zinco

• O zinco é um metal acinzentado, de número atômico 30 e pertencente ao grupo 12 da Tabela Periódica.
• Possui boa resistência química ao ar em temperatura ambiente.
• Apresenta apenas o estado de oxidação +2.
• Pode ser encontrado em diversos minérios, como a esfalerita e a calamina.
• O metal zinco é obtido por redução de seus compostos com utilização de carvão e purificado com destilação.
• O zinco é majoritariamente empregado na galvanização, técnica que banha uma peça metálica com zinco de modo a protegê-la da corrosão.
• O zinco é também utilizado na fabricação de diversas ligas, entre elas o latão.
• O zinco é essencial para a saúde humana, estando presente em diversos processos celulares e metabólicos.
• Homens devem ingerir 8 mg por dia de zinco, enquanto mulheres devem ingerir 11 mg.
• Não se sabe quem descobriu o zinco, porém o seu uso remonta a épocas muito antigas de nossa sociedade.

Propriedades do zinco

• Símbolo: Zn
• Número atômico: 30
• Massa atômica: 65,38 u.m.a
• Eletronegatividade: 1,65
• Ponto de fusão: 419,53 °C
• Ponto de ebulição: 907 °C
• Densidade: 7,134 g.cm^-3 (a 25 °C)
• Configuração eletrônica: [Ar] 4s² 3d¹⁰
• Série química: metais; grupo 12; elementos de transição; bloco d.

Características do zinco

O zinco, símbolo Zn, é o metal que inicia o grupo 12 da Tabela Periódica. Apresenta coloração acinzentada e lustrosa. É quebradiço em temperaturas ambientes, porém maleável entre 100-150 °C.

É um metal que, em temperatura ambiente, é inerte ao ar e à água, porém, em quente, queima no ar e decompõe o vapor, formando ZnO. É mais reativo que o cobre, que está uma posição antes dele na Tabela, liberando gás hidrogênio quando reage com ácidos minerais (inorgânicos) diluídos e bases. Sob aquecimento, o Zn também reage com os halogênios, além de se combinar com enxofre e fósforo.

Algumas das reações descritas anteriormente estão dispostas a seguir:

Zn + 2 H₂SO_{4 (conc.)} → ZnSO₄ + SO₂ + H₂O

Zn + 2 NaOH + 2 H₂O → Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

Zn + X₂ → ZnX₂                   (X = halogênio)

A química do zinco se aplica praticamente no estado de oxidação +2, já que o Zn⁺ é muito raro e cálculos demonstraram que a espécie Zn³⁺ é muito instável. Ao formar Zn²⁺, o zinco fica com o nível 3 preenchido (3s² 3p⁶ 3d¹⁰), e, por conta dessa configuração, seus compostos apresentam coloração branca, já que não há transições eletrônicas entre elétrons do subnível d.

O zinco, ainda, apresenta cinco isótopos de ocorrência natural, são eles:

• Zn⁶⁴ (48,6%);
• Zn⁶⁶ (27,9%);
• Zn⁶⁷ (4,1%);
• Zn⁶⁸ (18,8%);
• Zn⁷⁰ (0,6%).

Onde o zinco pode ser encontrado?

O zinco ocorre na natureza associado, principalmente, com enxofre ou oxigênio. O sulfeto de zinco, ZnS, é conhecido como blenda de zinco ou esfalerita, ocorre, na maioria das vezes, em rochas calcárias.

Veja, a seguir, outros minérios de zinco muito conhecidos:

• calamina (hemimorfita, Zn₄Si₂O₇(OH)₂∙H₂O);
• smithsonita (ZnCO₃);
• willemita (Zn₂SiO₄);
• wurtzita (Zn,Fe)S;
• franklinita (Zn,Mn)O∙Fe₂O₃;
• zincita (ZnO);
• hidrozincita (2ZnO₃∙3Zn(OH)₂).

Os principais produtores de zinco são a China, Austrália e o Peru. No Brasil, no ano de 2020, a produção de zinco, segundo o Anuário Mineral Brasileiro de 2021, correspondeu a 0,31% da produção mineral comercializada, com uma produção beneficiada de 450 mil toneladas do metal. Os estados de maior produção desse metal são Minas Gerais (com mais de 90% da produção) e Rondônia.

Obtenção do zinco

Os minérios de zinco costumam apresentar de 5-15% de zinco em massa. Para a sua extração, o zinco é concentrado em um teor de cerca de 55% em massa. Esse concentrado de zinco é então colocado em contato com um ar bem quente, na faixa de 800 °C (processo conhecido como roasting), de modo que reduz teores de enxofre a menos de 1% e transforma a matéria, por oxidação, em ZnO.

Após mais alguns processos térmicos, o ZnO é então reduzido pelo carbono em uma temperatura de cerca de 1200 °C. Ele é então destilado, já que possui um ponto de ebulição baixo em comparação a outros metais. Após condensado, o zinco metálico é novamente destilado, porém com vácuo, de modo a obter-se uma forma mais pura.

Interessante: A reciclagem do zinco também tem aumentado de importância nos últimos tempos, sendo uma fonte secundária para a obtenção do metal.

Para que serve o zinco?

O principal uso do zinco está vinculado à produção do aço, já que este pode ser utilizado como uma superfície de proteção contra a corrosão, em um processo conhecido como galvanização. As indústrias de construção civil e automobilística têm grande interesse nessa técnica.

A produção de ligas metálicas com zinco também é destaque na aplicação desse metal. O latão, por exemplo, é uma mistura de cobre e zinco, utilizado em terminais elétricos, joias, bijuterias, corpo de cadeados e até em cápsulas de projéteis de armas de fogo.

A liga Prestal®, que contém 78% de zinco e 22% de alumínio, é reconhecida por ser forte como o aço e moldável como o plástico. É comum que pequenas quantidades de zinco sejam colocadas no bronze (uma liga de cobre e estanho), a fim de aumentar a resistência à corrosão.

O zinco é ainda empregado na fabricação de pilhas e baterias, assim como em telhas. Os compostos de zinco também têm funções importantes. Aproveitando-se de sua coloração branca, o ZnO pode ser usado em tintas, cosméticos, talcos, fármacos, protetores solares, maquiagens, além de revestimentos plásticos, aditivos alimentares, catalisadores heterogêneos e em equipamentos eletrônicos, aproveitando-se de sua propriedade semicondutora.

Na fabricação da borracha vulcanizada, o ZnO participa para diminuir a temperatura do processo, além de facilitá-lo. O ZnS também pode ser usado como pigmento branco, além de ser empregado em telas de raio X e televisão (as de tubo, antigas).

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Zinco e sua importância para o corpo humano

O zinco é um elemento essencial ao ser humano. Cada um de nós contém cerca de 2 gramas de Zn, estando presente em diversas enzimas e fatores de transcrição em sua forma iônica.

Anidrase carbônica, álcool desidrogenase, insulina protease, fosfatase alcalina e enzimas do sistema nervoso central são exemplos de enzimas que dependem do zinco iônico. A anidrase carbônica, aliás, acelera a principal reação de eliminação de CO₂ após a queima pela glicose na ordem de um milhão de vezes.

Além de ser cofator de enzimas, o zinco é empregado para a síntese de DNA, é associado à melhora da imunidade, possui funções neurosensoriais e antioxidantes, além de participar de outros processos celulares importantes.

O zinco ajuda no combate ao estresse oxidativo (quando o número de antioxidantes é baixo para controlar os radicais livres), além da sua força sobre a função imune, bem como resistência a doenças e melhorias na saúde. O zinco exerce efeito direto na produção, maturação e função dos leucócitos, também auxiliando na cicatrização de ferimentos e síntese de proteínas.

O zinco é também um modulador do apetite. A Associação Brasileira de Nutrologia (Abran) sugere que a hipozincemia (deficiência de zinco) contribua para a resistência à insulina e à obesidade por meio da diminuição da secreção de insulina. Um estudo realizado pela Abran demonstrou que indivíduos obesos possuem menores níveis séricos de zinco.

Durante a pandemia de covid-19, discutiu-se sobre o auxílio do zinco no combate à doença. Contudo, enquanto alguns especialistas afirmavam que baixos níveis do metal agravavam a doença, outros chegaram a concluir que o Zn não tinha efeitos significativos sobre pacientes com covid-19.

Alimentos ricos em zinco

A Abran sugere que a ingestão diária de zinco deva ser de 8 mg/dia para homens e 11 mg/dia para mulheres. A deficiência de zinco pode causar problemas no crescimento fetal, cicatrização lenta, intolerância à glicose (menor produção de insulina), perda de cabelo e alopecia, diarreia, impotência sexual, atrofia testicular, depressão, desordens de comportamento, aprendizado e memória, lesões oculares e de pele, e, também, perda de peso.

Entre os principais alimentos com zinco, temos:

• ovos;
• carne bovina;
• frango;
• peixe;
• fígado;
• cereais integrais;
• leite e derivados;
• chocolate 70% cacau;
• frutos do mar;
• feijão;
• nozes;
• amêndoa;
• grão-de-bico;
• gérmen de trigo;
• abacate.

História do zinco

Não é possível precisar quem descobriu o zinco, pois compostos de zinco vêm sendo utilizados desde tempos antigos de nossa história. Na Palestina, foram identificados artefatos feitos de uma liga metálica com cerca de 23% de zinco, datados de 1400-1000 a.C., quando a sociedade vivia a Era do Bronze.

Uma liga metálica com cerca de 87% de zinco também foi encontrada em ruínas pré-históricas da Transilvânia. Os romanos já misturavam minérios de zinco com carvão e cobre para produzir latão. Já povos nativos de Cuba, os tainos, consideravam agulhas de latão, trocadas por ouro com espanhóis, objetos com poderes espirituais.

Acredita-se que o zinco metálico já estava sendo produzido no século XIII d.C., na Índia, via redução da calamina com substâncias orgânicas como a lã. Em 1746, o metal foi redescoberto na Europa, quando o químico alemão Andreas Sigismund Marggraf o isolou por meio da redução da calamina com carvão.

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química