Ósmio (Os)

O ósmio, número atômico 76, é um metal de coloração branco-azulada pertencente ao grupo 8 da Tabela Periódica. É também considerado um Metal do Grupo da Platina (MGP), junto da própria platina, além de paládio, rutênio, irídio e ródio. Dentre os metais, o ósmio é o que apresenta a maior densidade. Suas propriedades químicas são semelhantes ao do rutênio, outro elemento do grupo 8 e também um MGP.

O ósmio é o elemento estável mais raro da crosta terrestre e, por conta disso, a sua produção e seus usos são bem limitados. Mesmo assim, o ósmio pode ser utilizado como melhorador de ligas metálicas, bem como na produção de pontas de canetas-tinteiro. O OsO₄, tetróxido de ósmio, possui ampla utilização como contraste em microscópios, na detecção de digitais e como catalisador.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre ósmio
• 2 - Propriedades do ósmio
• 3 - Características do ósmio
• 4 - Onde o ósmio pode ser encontrado?
• 5 - Aplicações do ósmio
• 6 - História do ósmio
• 7 - Exercícios resolvidos sobre ósmio

Resumo sobre ósmio

• O ósmio é um metal do grupo 8 da Tabela Periódica de coloração branco-azulada.

• É considerado um Metal do Grupo da Platina.

• Dentre os metais, é o que possui maior densidade.

• Suas propriedades químicas são semelhantes à do rutênio, elemento que está acima na Tabela Periódica.

• É o elemento mais raro da crosta terrestre, e, por isso, sua produção é muito pequena.

• É usado como melhorador de ligas metálicas, além de ser utilizado na produção de pontas para canetas-tinteiro.

• Foi descoberto por Smithson Tennant, um químico inglês.

Propriedades do ósmio

• Símbolo: Os.

• Número atômico: 76.

• Massa atômica: 190,23 u.m.a.

• Eletronegatividade: 2,2.

• Ponto de fusão: 3033 °C.

• Ponto de ebulição: 5012 °C.

• Densidade: 22,587 g.cm^-3 (a 20 °C).

• Configuração eletrônica: [Xe] 6s² 4f¹⁴ 5d⁶.

• Série Química: grupo 8, metais de transição, Metais do Grupo da Platina.

Características do ósmio

O ósmio é um metal brilhante, com coloração branco-azulada, bastante duro e quebradiço, mesmo em altas temperaturas. É pertencente ao grupo chamado Metais do Grupo da Platina (MGP), junto do paládio, irídio, ródio, rutênio e da própria platina. Entre os MGPs, é o que possui o maior ponto de fusão e a menor pressão de vapor.

O elemento ósmio é reconhecido por ser o metal mais denso, embora para alguns autores o irídio ocupe essa posição. Isso porque as densidades de ambos os metais diferem em apenas 0,1% na temperatura de 20 °C. O ósmio é também o elemento estável mais raro de toda a crosta terrestre, com concentração de apenas 1 grama para cada 200 toneladas.

Em sua forma metálica, o ósmio resiste fortemente a grandes níveis de compressão, em um grau comparável ao do diamante. Já na forma de substâncias, o ósmio é capaz de apresentar 11 estados de oxidação possíveis, que variam do -2 ao +8, sendo os estados +3, +4, +6 e +8 os mais comuns.

O tetróxido de ósmio, OsO₄, é, junto do tetróxido de rutênio, RuO₄, o composto em que um elemento apresenta a maior carga formal da Tabela Periódica (+8). Esse óxido é bastante tóxico e também volátil, com um ponto de ebulição de 130 °C.

Quimicamente, o ósmio lembra muito o rutênio, elemento também do grupo 8 e também um MGP. Por exemplo, o ósmio lentamente reage com o gás oxigênio em temperatura ambiente. Em compensação, reage com gás cloro e gás flúor em temperatura ambiente, além de ser atacado por ácido clorídrico misturado com agentes oxidantes e também por álcalis fundidos.

Na natureza, sete isótopos de ósmio podem ser encontrados, sendo que um, o ¹⁸⁶Os, é radioativo, com um extenso tempo de meia-vida. Outros 34 isômeros são conhecidos, todos sintéticos e radioativos.

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Onde o ósmio pode ser encontrado?

A principal fonte natural do ósmio é o mineral osmirídio (ou iridosmina), uma liga natural entre ósmio e irídio em que a composição do primeiro varia de 15 a 40% em massa enquanto a do segundo varia de 80 a 50% em massa.

Porém, como um MGP, o ósmio também pode aparecer associado à platina, como nas regiões dos Montes Urais e Américas do Norte e Sul. Também pode ser encontrado em alguns minérios de níquel, como na cidade de Sudbury, província de Ontário, Canadá.

A obtenção do ósmio é muito dificultada, e sua produção é muito pequena, na faixa de 500 quilogramas anuais. Apesar da difícil fabricação, o pó de ósmio metálico pode ser sintetizado em atmosfera de hidrogênio em uma temperatura de 2000 °C.

Aplicações do ósmio

Apesar da pequena produção, o ósmio pode ser aplicado na produção de ligas metálicas de extrema dureza. A liga irídio-ósmio pode ser aplicada na ponta de canetas-tinteiro.

O OsO₄ é o composto mais útil de ósmio. É um sólido incolor, mas pode ser usado como contraste em microscópio (melhorando a visualização) e também como detector de impressões digitais. Também pode ser utilizado como catalisador na indústria farmacêutica, na produção de remédios para obesidade e diabetes, por exemplo.

Esses processos catalíticos são baseados nos trabalhos de Barry Sharpless, laureado com o Prêmio Nobel de 2001, que utilizou OsO₄ como um componente-chave em uma mistura de catalisadores para adicionar dois grupos hidroxila a uma ligação dupla carbono-carbono.

História do ósmio

O ósmio foi descoberto pelo químico inglês Smithson Tennant. Em 1800, Tennant montou um empreendimento para a comercialização de platina, passando a produzir grandes amostras desse metal. Ele percebeu, assim como outros antes dele, que a extração de platina por meio de seu minério bruto com água régia gerava um resíduo insolúvel preto.

Em 1804, ele anunciou que isolou dois novos metais: o irídio e o ósmio. A palavra ósmio vem do grego osme e significa “odor”, em referência ao odor intenso e peculiar de seu óxido.

Exercícios resolvidos sobre ósmio

Questão 1

O ósmio é considerado por muitos o metal mais denso da Tabela Periódica. Considerando que sua densidade, a 20 °C, é de 22,6 g.mL^-1, a massa de ósmio presente em uma esfera cujo volume é de 5 cm³ é de:

A) 113 g.

B) 0,113 g.

C) 22,6 g.

D) 0,226 g.

Resolução:

Alternativa A

5 cm³ é a mesma coisa que 5 mL. Como a densidade já apresenta o valor da unidade volumétrica em mililitros, não há necessidade de conversão de unidades.

Assim, o cálculo da densidade é dado por:

d = m/V

m = d.V

m = 22,6 * 5

m = 113 g

Questão 2

O ósmio apresenta um isótopo natural radioativo, o ¹⁸⁶Os. Quantos nêutrons estão presentes nesse isótopo?

A) 76

B) 110

C) 186

D) 262

Resolução:

Alternativa B

O número atômico do Os é igual a 76. Assim, o número de nêutrons pode ser calculado pela seguinte fórmula:

A = Z + n

A é o número de massa, Z é o número atômico e n é o número de nêutrons. Substituindo os valores, temos:

186 = 76 + n

n = 186 – 76

n = 110

Por Stéfano Araújo Novais
Professor de Química